Tunneleffect

Normaal gezien zijn er 2 mogelijkheden:

  • Energie deeltje is groter dan Epot die bij de barrière hoort dus deeltje kan over de energie barrière heen
  • Energie deeltje is kleiner dan de Epot die bij de barrière hoort dus deeltje kan NIET over de barrière heen

Het tunneleffect is dat het deeltje te weinig energie heeft om over de (energie) berg heen te gaan, maar soms gebeurt het toch!

Je kan dit als volgt verklaren:

  • Deeltje heeft ook golfeigenschappen dus voorbij de barrière treed de golf weer naar buiten. Maar de intensiteit is exponentieel klein…
  • Dus ook al is de energie van het deeltje niet groot genoeg om langs de barrière te komen, toch is er een kans dat het deeltje voorbij de barrière komt.

De kans dat dit gebeurt is afhankelijk van:

  • Hoe hoger de energie barrière hoe kleiner de kans
  • Hoe dikker de barrière (fysieke dikte!) hoe kleiner de kans
  • Hoe groter de massa van het quantumdeeltje hoe kleiner de kans

Voorbeeld – Alfaverval:

  • 2 krachten spelen een rol…
  • Aantrekkende zeer grote kernkracht op korte afstand (zorgt ervoor dat de kerndeeltjes bij elkaar blijven)
  • Afstotende elektrische kracht (+ en +) op grotere afstand
  • Het kost energie om een alfadeeltje los te maken van de kern
  • Wanneer het lukt komt er netto energie vrij!
  • Maar moet dus eerst een barrière overwinnen. Dit is het tunneleffect.
  • Barrière (energie die nodig is de kernkracht te verbreken) is rond de 40 MeV
  • Alfa deeltjes hebben energie tussen de 4 – 9 MeV… à Uiteindelijk komt er dus energie vrij.
  • Zware atoomsoorten; eerder spontaan Alfa verval à Netto komt meer energie vrij, meer brokstukken. Barrière is kleiner…

Voorbeeld – Scanning Tunneling Microscoop

  • Dunne naald boven preparaat met daartussen een spanning. Barrière is toch te groot, er loopt geen stroom. Maar af en toe dus wel wanneer een elektron tunnelt.
  • Tunneleffect neemt exponentieel af met de afstand (barrière wordt groter) dus door naald te bewegen kan een zeer nauwkeurig beeld worden verkregen.
Enable Notifications    OK No thanks