Պոտենցիալ արգելք

Պոտենցիալ արգելք (լատին․՝ potentia - ուժ, զորություն), ֆիզիկայում, ուժային դաշտում մասնիկի մեծ պոտենցիալ էներգիայի տարածականորեն սահմանափակ տիրույթ, որի երկու կողմերում պոտենցիալ էներգիան կտրուկ նվազում է։ Դասական մեխանիկայում բնութագրականն այն է, որ մասնիկը չի կարող թափանցել պոտենցիալ արգելքի տիրույթը՝ առանց պոտենցիալ դաշտի ուժերի դեմ արտաքին աղբյուրի կատարած աշխատանքի։ Դասական վիճակագրական ֆիզիկայում հաճախ, որպես էներգիայի այդպիսի աղբյուր, հանդես է գալիս ջերմափոխանակումը մասնիկների միջև։

Հավանականությունը դասական և քվանտային մեխանիկաներում խմբագրել

Պոտենցիալ արգելքով անցնելու հավանականությունը համեմատական է exp[-(U_max - E)/kT]-ին, որտեղ U_max-ը (պոտենցիալ արգելքի բարձրություն) պոտենցիալ էներգիայի արժեքն է արգելքի գագաթում, E-ն մասնիկի էներգիան է, T-ն՝ բացարձակ ջերմաստիճանը, k-ն՝ Բոլցմանի հաստատունը։ Քվանտային մեխանիկայում հնարավոր է անցում պոտենցիալ արգելքով նույնիսկ այն դեպքում, երբ մասնիկը լրացուցիչ էներգիա չի ստանում (տես Թունելային էֆեկտ)։ «Դասականորեն անհասանելի» տիրույթում (Ս >Е) մասնիկի ալիքային ֆունկցիան զրոյից տարբեր է, և եթե այդ տիրույթը վերջավոր է, ապա մասնիկը կարող է անցնել արգելքով։ Անցման հավանականությունը միաչափ դեպքում որոշվում է

D\asymp exp\left\{-{\frac {2}{h}}\int \limits _{x_{1}}^{x_{2}}{\sqrt {2m[E-U(x)]}}dx\right\}

բանաձևով, այստեղ x₁-ը և x₂-ը E = U(x) հավասարման արմատներն են, m-ը մասնիկի զանգվածն է, հ-ը՝ Պլանկի հաստատունը։ Մասնիկի շարժման քվանտային բնույթը կարևոր է և այն դեպքում, երբ E > U_max։

Դասական մեխանիկայում այդ տիրույթում մասնիկներն ազատ անցնում են արգելքի վրայով, իսկ քվանտային մեխանիկայում կարող են նաև անդրադառնալ արգելքից։

Տես նաև խմբագրել

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։