|
Rieth József: Anyagvilág - Háttérinformáció Tartalomjegyzékhez < Világképem < (Kvark-időszak, Hadron-időszak)
A kvantummechanikában ezek a részecskék kis valószínűséggel át képesek jutni, mintha egy alagúton keresztül jutnának át a gáton. A különbség onnan adódik, hogy a kvantummechanika az anyag hullám és részecske természetét veszi figyelembe. A magyarázatok a Heisenberg-féle határozatlansági reláció és a hullám-részecske dualitáson alapulnak. A részecske hullámfüggvénye mindent elmond egy fizikai rendszerről. Ily módon a hullámfüggvény analízise lenne a megoldás. A Schrödinger-egyenlet ad megoldást egy bizonyos valószínűséggel a hullámegyenletre, nagyobb gátak esetén az alagúthatás valószínűsége csökken. A potenciálgát elektronfizikai fogalom. Az elektronok energiája általánosságban helyzeti (potenciális) és mozgási (kinetikai) energiából tevődik össze, ami azt jelenti, hogy az elektronok meghatározott potenciális energiájú helyen tartózkodnak és ugyanakkor a mozgási energiájuknak megfelelő sebességgel mozognak. Nagyobb helyzeti energiának megfelelő ("magasabb") helyre csak sebességük; tehát mozgási energiájuk csökkenése árán juthatnak, mivel összenergiájuk külső energiaközlés hiányában változatlan. Az elektronok mozgási energiájánál nagyobb potenciális energiájú helyekre az elektronok általában nem kerülhetnek. A rendelkezésre álló mozgási energiánál "magasabb" potenciálú hely. A félvezető kristályok valenciakötéseiben helyet foglaló elektronoknak az atom környezetéből való elmozdulását a tiltott sávnak megfelelő "magasságú" potenciálgát akadályozza, míg a fémkristályban szabadon mozgó elektronok mozgását a kilépési munkának megfelelő magasságú potenciálgát korlátozza a kristály térfogatára. Egy-egy ilyen potenciálgát "megmászásához", tehát a magasabb potenciális energiájú helyre való átjutáshoz elegendő energiával csak kevés számú elektronnak van lehetősége, ti. azoknak, amelyek elegendően nagy mozgási energiával rendelkeznek. A mozgási energia külső energiaközléssel pl. melegítéssel növelhető, s így pl. növekvő hőmérséklettel egyre több elektron szakad ki a valenciakötésekből, ill. hagyhatja el a fémkristály belsejét. Ha a szélessége véges, azaz adott távolságra a potenciális energia visszacsökken az elektron tartózkodási helyén mérhető értékre, a potenciálgáton azon elektronok egy része is átjuthat, amelyek nem rendelkeznek elegendő energiával a potenciálgát "megmászásához". Ez az alagútjelenség. Az átjutás valószínűsége a potenciálgát magasságának és szélességének csökkenésével nő. (L.még: http://www.kislexikon.hu/potencialgat.html#ixzz35m0ckIS3 ) A Coulomb-gát az atommagot kb. az RN magsugárnak megfelelő távolságra körülvevő potenciálfal, mely kívülről és belülről egyaránt taszítólag hat a nukleontartalmú pozitív részecskékre. A pozitív ionokkal kiváltott magreakciók esetében ez egy fajta legyőzendő küszöbenergiát jelent a bombázó részecske szempontjából. Az α-bomlás esetében pedig azt, hogy hiába kedvezőbb energetikailag az anyamag szétesése leánymaggá és α-részecskévé, a Coulomb-gát miatt a bomlás esetleg csak évmilliárdos felezési idővel következik be az adott nuklid esetében. (Azt, hogy a bomlás, ill. a küszöbenergia alatti reakció egyáltalán bekövetkezhessen, az alagúteffektus teszi lehetővé.) A Coulomb-gát a végtelen hatótávolságú elektromos taszítás és a rövid hatótávolságú nukleáris vonzás eredőjeként értelmezhető. Tartalomjegyzékhez < Világképem < Kvark-időszak ----------------- http://nasa.web.elte.hu/NewClearGlossy/index.html http://www.kislexikon.hu/potencialgat.html http://nagysandor.eu/nuklearis/glosszarium.html#CoulombBarrier
|