Tunneleffect

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Kwantummechanica
{\Delta x}\, {\Delta p} \ge \frac{\hbar}{2}
Onzekerheidsrelatie
Algemene inleiding...

Tunneleffect of tunneling is het effect in de kwantummechanica waarbij een deeltje door een barrière heen gaat, terwijl het niet voldoende energie heeft om over de barrière heen te gaan. Dit heet het tunneleffect, omdat de energiebarrière is voor te stellen als een hoge berg. Het deeltje dat te weinig energie heeft om over de berg heen te komen, gaat als het ware door een tunnel naar de andere zijde.

De oorzaak van tunneling is de overlap tussen de golffuncties aan weerszijden van de energiebarrière die elk in de barrière een zeer kleine waarde hebben, maar niet nul zijn.

Het verschijnsel houdt verband met de onzekerheidsrelatie van Heisenberg: als men precies weet hoeveel energie een deeltje heeft, kan men onmogelijk weten waar (aan welke zijde van de barrière) het zich precies bevindt en als men precies weet waar het deeltje is, kan men onmogelijk precies weten hoeveel energie het heeft.

Het tunneleffect wordt op verschillende wijzen waargenomen en toegepast:

  • Zo kunnen alfadeeltjes (twee neutronen en twee protonen) zich alleen op deze manier aan de sterke kracht binnen de atoomkern onttrekken. Hiermee wordt de alfastraling in radioactieve stoffen (alfaverval) verklaard.
  • De werking van de tunneldiode is gebaseerd op het tunneleffect.
  • Scanning tunneling microscopie gebruikt de stroom die door de naald en object vloeit als de golffuncties van naald en object overlappen. Door de zeer sterke afhankelijkheid van stroomsterkte en afstand kan een zeer gedetailleerd beeld van een oppervlak gevormd worden.

Voor een oplossing van de Schrödingervergelijking ter berekening van het tunneleffect, zie het artikel Impulsoperator.

Zie ook[bewerken]