Физическая энциклопедия - потенциальная яма

энергий частицы на «краю» ямы и на её «дне», соответствующем миним. потенц. энергии, к-рую удобно положить равной нулю). Осн. св-во П. я.способность удерживать ч-цу, полная энергия ? к-рой меньше U0; такая ч-ца внутри П. я. будет находиться в связанном состоянии. В классической механике ч-ца с энергией ?U0, то ч-ца преодолевает действие сил притяжения и свободно покидает яму.

Пример движение упругого шарика, находящегося в поле сил земного притяжения, в обычной яме с жёсткими пологими стенками (рис. 2). Рис. 2. Шарик массы m с энергией ?1U0. то он покинет яму и уйдёт на бесконечность с пост. скоростью v, определяемой из соотношения mv2/2=?2-U0. В квантовой механике, в отличие от классической, энергия ч-цы, находящейся в связанном состоянии в П.

я., может принимать лишь определённые дискр. значения, т. е. существуют дискр. уровни энергии. Однако такая дискретность уровней становится заметной лишь для систем, имеющих микроскопич. размеры и массы. По порядку величины расстояние D? между уровнями для ч-цы массы т в «глубокой» яме ширины а определяется величиной D?=С›2/ma2. Наинизший (основной) уровень энергии лежит выше «дна» П.

Кроме того, согласно квант. механике, ч-ца, находящаяся в П. я. со «стенками» конечной толщины (типа кратера вулкана), может покинуть П. я. за счёт туннельного эффекта даже в том случае, если её энергия меньше U0. Форма П. я. и её размеры определяются физ. природой вз-ствия ч-ц. Важный случай кулоновская П. я., описывающая притяжение ат.