Dərslik respublikanın universitetlərinin fizika fakültələrinin tələbələri üçün "Atom fizikası"
Download 18.1 Mb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Ё91. Sonlu enə malik olan potensial çəpər
Cədvəl 90.1 u 0 /E R D E/u 0 0.1 0.5 0.8
0.9 1.0
0.0007 0.0296
0.1459 0.2700
1.0000 0.9993
0.9704 0.8541
0.7300 0.0000
10 2 1.25 1.11 1.00
2. E<u 0 olduqda klassik mexanikaya görə I oblastından II oblastına keçid qeyri- mümkündür. Çünki klassik nəzəriyyəyə görə hissəcik fəzanın yalnız u potensial enerjisinin E tam enerjidən kiçik olduğu nöqtələrində ola bilər. Bu, onunla əlaqədardır ki, hissəciyin kinetik enerjisi
− = 2 2 υ həmişə müsbət kəmiyyət olmalıdır. u 0 >E oblastında (potensial çəpər) isə hissəciyin kinetik enerjisi mənfi, sürəti və ya impulsu isə xəyali ədəd olur və buna görə də klassik fizika təsəvvürlərinə görə hissəciyin həmin oblastda olması tamamilə yol verilməzdir. Kvant mexanikası təsəvvürlərinə görə isə məsələ başqa cürdür. Bunu göstərmək məqsədilə E<u 0 halı üçün R qayıtma əmsalını kvant mexaniki üsulla hesablayaq. Hər şeydən qabaq onu qeyd edək ki, (90.6) ifadəsindən göründüyü kimi, E<u 0 olduqda k 2
kəmiyyəti sırf xəyali olur: ( ) ( ) χ
E u m i u E m k = − ⋅ = − = 0 0 2 2 1 2 1 h h . (90.29) Burada 1
= i xəyali vahiddir və ( )
u E u m > − = 0 0 , 2 1 h χ
(90.30)
571
işarə edilmişdir. Ona görə də (90.22) düsturuna əsasən R-i hesablamaq üçün χ χ i k i k b + − = 1 1 1
kəmiyyətinin modulunun kvadratını tapmaq lazımdır. Onda yuxarıdakı mülahizələrə əsasən E<u 0 halı üçün 2 1 1 2 1 1 1 χ χ i k i k b b b R + − = = ⋅ = ∗ , D=1-R=0 (90.31) yazmaq olar. Deməli, E<u 0 olan halda qayıtma əmsalı R=1 olur, yəni tam qayıtma baş verir. Göründüyü kimi, bu, gözlənilən nəticəyə uyğundur. Lakin indi görəcəyimiz kimi, burada gözlənilməz olan odur ki, əks olunmanın tam qayıtma olmasına baxmayaraq, hissəciyin II oblastda olması ehtimalı vardır. Başqa sözlə, qayıtma I və II oblastların hökmən sərhəddində baş vermir, bəzi hissəciklər, sonradan I oblastda qayıtmaq şərtilə, II oblasta daxil olur. Doğrudan da, E<u 0 olduqda k 2 əmsalı sırf xəyali olduğundan II oblastda Şredinger tənliyinin həlli
χ ψ − = = 2 2 2 2
(90.32) və ona görə də hissəciyin vahid uzunluqda müşahidə olunması ehtimalı ( )
E u m x e a e a − − − ∗ ⋅ = = = ⋅ 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 h χ ψ ψ ψ (90.33) kimi təyin olunur. Bu isə o deməkdir ki, hissəciyin II oblastda olması uhtimalı vardır. (90.33)-dən görünür ki, x artdıqca bu ehtimal eksponensial olaraq (yəni, böyük sürətlə) azalır, lakin sıfra bərabər deyildir. Deməli, mikroskopik hissəciklər makroskopik hissəciklər üçün "qadağan" olunmuş oblasta nüfuz edə bilərlər. Misal olaraq, u 0 -E=1 eV=1,6 ⋅10 -19
C olduqda elektronun sərhəddən x=1 Å məsafədə olmasının nisbi ehtimalını tapaq: ( )
, 1 10 10 6 , 1 10 1 , 9 2 10 05 , 1 2 2 2 10 19 31 34 0 = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ − − − − −
E u m h , e -1,023
=0,29. Göründüyü kimi, bu ehtimal ~30% olub, çox böyükdür. x=5 Å olduqda həmin ehtimal e -5,2
=0,005, yəni ∼0,5% olub, nisbətən kiçikdir, lakin sıfırdan hələ xeyli böyükdür. Lakin x=10 Å olduqda bu ehtimal e -10,45
=4,54 ⋅10
-8 nəzərə alınmayacaq dərəcədə kiçik olur. Yuxarıda alınan nəticələrin dalğa nəzəriyyəsi baxımından şərhi o qədər də çətin deyildir. Belə ki, E<u 0 halı optikadan məlum olan tam daxili qayıtma halına oxşardır. Doğrudan da, həndəsi optikadan məlumdur ki, işıq optik sıxlığı çox olan mühitdən optik sıxlığı az olan mühitə düşdükdə, düşmə bucağı tam daxili qayıtmanın limit bucağından böyükdürsə, o, optik sıxlığı az olan mühitə daxil ola bilmir. Lakin dalğa optikasında isbat olunur və təcrübədə də təsdiq olunur ki, düşmə bucağının hətta limit bucağından böyük qiymətlərində də optik sıxlığı az olan mühitdə amplitudu eksponensial qanunla azalan dalğa sahəsi mövcuddur. Özü də amplitudun bu azalması e -2 π
λ , intensivliyin azalması isə e -4 π x/ λ vuruğu ilə təyin olunur. Bu isə, göründüyü kimi, E<u 0 halında 2 ψ
sıxlığının (90.33) azalması qanununa tam oxşardır. Hesablamalar göstərir ki, işığın ikinci
572 mühitə nüfuz etməsinə baxmayaraq Umov-Poyntinq vektorunun (enerji selinin) iki mühiti ayıran sərhəddə perpendikulyar olan toplananının kifayət qədər böyük zaman müddəti ərzində orta qiyməti sıfra bərabər olur. Bu, o deməkdir ki, enerjinin birinci mühitdən ikinci mühitə bir istiqamətdə axını (hərəkəti) mövcud deyildir. Bu hadisənin A. A. Eyxenvald tərəfindən ətraflı təhlili göstərdi ki, tam daxili qayıtma zamanı Umov- Poyntinq vektorunun xətləri əyri olur. Belə ki, bu xətlər ikinci mühitə daxil olur və sonra yenidən birinci mühitə qayıdırlar; ikinci mühitdə də sahənin olmasına baxmayaraq işığın qayıtması tam qayıtma olaraq qalır. Buna uyğun olaraq, bizim baxdığımız halda da R qayıtma əmsalı 1-ə, buraxma əmsalı isə sıfra bərabərdir: hissəciklər II oblasta daxil olaraq müəyyən məsafə qədər ora nüfuz edir və sonra yenidən I oblasta qayıdırlar. Hissəciklərin "qadağan" olunmuş oblasta daxil olması dalğa nəzəriyyəsi baxımından belə çox sadə şəkildə izah olunmasına baxmayaraq, korpuskulyar nəzəriyyə baxımından bu hadisə ilk baxışda başa düşülmür. Doğrudan da, potensial çəpərdən sağ tərəfdə (II oblast) hissəciyin olması ehtimalı yalnız sıfırdan fərqlidirsə, deməli hissəciyi orada müşahidə etmək olar. Lakin yuxarıda qeyd olunduğu kimi, klassik mexanika baxımından hissəciyin II oblastda müşahidə etmək qeyri mümkündür, çünki E<u 0 olduqda hissəciyin I oblastdan II oblasta keçməsi enerjinin saxlanması qanununun pozulması demək olardı. Lakin kvant mexanikası təsəvvürlərinə görə burada heç bir paradoks yoxdur. Çünki daim yadda saxlamaq lazımdır ki, qeyri-müəyyənlik münasibətlərinə görə, mikroskopik hissəciyin x koordinatı və p impulsu eyni zamanda dəqiq qiymət ala bilməz. Ona görə də mikrohissəciyin tam enerjisinin saxlanması, yəni koordinatın funksiyası olan potensial enerji ilə impulsun funksiyası olan kinetik enerjinin eyni zamanda müəyyən qiymət alması haqqında danışığın mənası yoxdur. Bundan başqa, hissəciyin II oblastda müşahidə olunması o deməkdir ki, biz hissəciyin həmin oblastda x koordinatını ölçməliyik. Bununla əlaqədar olaraq isə qeyd etmək lazımdır ki, II oblastda (aydındır ki, E<u 0 olduqda hissəcik bu oblasta daxil olsa, onun E tam enerjisi u potensial enerjisindən kiçik olar: E<u) koordinatı ölçmək üçün heç də hər hansı üsul yaramır və əgər belə yararlı üsul varsa, onda bu üsulu tətbiq etdikdə hissəcik ölçü cihazı tərəfindən elə bir əlavə enerji (impuls) payı alır ki, bunun da nəticəsində enerjinin saxlanması qanunu pozulmamış olur. Bu məsələni bir qədər ətraflı şərh edək. Fərz edək ki, hər hansı üsulla biz hissəciyin koordinatını təqribi olaraq ölçə bilmişik və məlum olmuşdur ki, hissəcik potensial çəpərdən (I və II oblastları ayıran sərhəddən) sağ tərəfdə l məsafəsi hüdudunda yerləşmişdir. Başqa sözlə, hissəciyin koordinatının ölçülməsi zamanı qeyri-müəyyənlik l- ə bərabərdir: ∆x=l. Onda qeyri-müəyyənlik münasibətlərinə (Ё69) görə hissəciyin impulsunun qeyri-müəyyənliyi l p h ≥ ∆
(90.34) olar. Bəs bu əlavə ∆p impulsu necə yaranır? Hissəciyin sərhəddən sol tərəfdə deyil, məhz sağ tərəfdə yerləşdiyini inamla söyləmək üçün hissəciyin koordinatını təyin etmək məqsədilə istifadə olunan optik cihazın ayırdetmə qüvvəsi kifayət qədər yüksək olmalıdır. Bunun üçün isə, optikadan məlum olduğu kimi, hissəciyin üzərinə göndərilən işığın dalğa uzunluğu uyğun şəkildə kiçik olmalıdır (Ё69). Lakin belə olan halda işığın səpilməsi nəticəsində hissəcik Kompton təpməsinə (Ё12) məruz qalır ki, bu da impulsun ∆p qeyri- müəyyənliyini yaradır. İmpulsun bu ∆p qeyri-müəyyənliyinə uyğun olan ( )
2 2 ∆ = ∆ enerji qeyri-müəyyənliyini tapaq. (90.33) düsturuna görə x artdıqca hissəciyin II oblastda
573
müşahidə olunması ehtimalı eksponensial surətdə azaldığından, hissəciyi sərhəddən olan elə məsafələrdə axtarmağın mənası olar ki, bu məsafələrdə e-nin üstü vahid tərtibində olsun: (
1 ~ 2 2 0
E u m ⋅ − h .
(90.35) Buradan tapırıq ki, ( )
u m l − 0 2 2 ~ h .
(90.36) Onda (90.34)-ə əsasən impulsun qeyri-müəyyənliyi ( )
u m p − ≥ ∆ 0 2 və deməli, tam inamla ( )
u m p − > ∆ 0 2
(90.37) olar. Buradan ( )
( )
u m p − > ∆ 0 2 2
və ( ) E u m p E − > ∆ = ∆ 0 2 2
(90.38) alınır. Bu isə o deməkdir ki, I oblastda yerləşən hissəciyin enerjisinin qeyri-müəyyənliyi onun E enerjisinin potensial çəpərin u 0 hündürlüyündən olan fərqindən böyükdür. Beləliklə, hissəciyin koordinatını ölçərkən bu hissəciyin aldığı əlavə enerji E<u 0 olan halda onun kinetik və potensial enerjilərinin fərqindən böyük olur və ona görə də hissəciyin potensial çəpərdən sağ tərəfdə müşahidə olunmasının mümkünlüyü enerjinin saxlanması qanununa zidd deyildir.
574 Ё91. Sonlu enə malik olan potensial çəpər 90-cı paraqrafda biz eni sonsuz olan və 90.1-90.2 şəkillərində sxemi verilmiş potensial çəpərdən hissəciyin qayıtması və keçməsini Şredinger tənliyini həll etməklə araşdırdıq. Lakin atom fizikasında rast gələn bir çox məsələlərin (məsələn, elektronların metaldan soyuq elepssiyası, radioaktiv çevrilmə və s.) həlli zamanı hissəciyin sonlu enə malik olan potensial çəpərdən qayıtması və keçməsini araşdırmaq lazım gəlir. Bu paraqrafda hissəciyin soldan sağa doğru x oxunun müsbət istiqamətində hərəkət edərək sonlu enə malik olan potensial çəpər üzərinə düşdüyü hal üçün Şredinger tənliyinin həlli araşdırılır. Bu halda hissəciyin hərəkəti üçün fəzanı aşağıdakı kimi üç oblasta bölmək olar (şəkil 91.1):
0
0 II I III x d 0
0 II I III ( )
⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ≥ ≤ ≤ = ≤ =
d x II d x const u I x x u , 0 0 , 0 , 0 0 (91.1) Bu oblastların hər birində birölçülü Şredinger tənliyini yazaq I
oblast 0 2 1 2 2 1 2 = + ψ ψ E m dx d h , (91.2) II oblast
( ) 0 2 2 0 2 2 2 2 = − + ψ ψ u E m dx d h , (91.3) III oblast
0 2 3 2 2 3 2 = + ψ ψ
m dx d h . (91.4) Ё90-da göstərildiyi kimi, bu tənliklərin həlləri ( )
λ π ψ 2 2 1 , 1 1 1 = = = ±
k e x x ik h , (91.5) ( )
( ) 0 2 2 2 1 , 2 u E m k e x x ik − = = ± h ψ
(91.6) ( ) λ π ψ 2 2 1 , 1 3 1 = = = ± mE k e x x ik h
(91.7) olar. Həmin paraqrafda biz hissəciyin potensial enerjinin digər qiymətə malik olduğu sonsuz enə malik olan oblasta keçməsi halına baxdıq və gördük ki, hissəciyin E enerjisi ilə potensial çəpərin u 0 hündürlüyünün bir-birinə nəzərən istənilən nisbətində (yəni, E>u 0
və ya E<u 0 olduqda), hissəciyin sərhəddən I oblasta müəyyən qayıtma və II oblasta müəyyən keçmə ehtimalı vardır. Bizim indi baxdığımız halda potensial çəpərin eni sonludur və ona görə də biz görəcəyik ki, bu halda hissəciyin II oblastın içindən keçərək
575
III oblasta çıxması ehtimalı da vardır. Bu zaman xüsusilə maraqlı cəhət ondan ibarətdir ki, hissəciyin E enerjisi II oblastda onun u 0 potensial enerjisindən kiçik olduqda (E<u 0 ) bu
ehtimal müəyyən sonlu qiymətə malikdir və özü də hissəcik III oblasta çıxarkən onun enerjisi I oblastdakı enerjisinə bərabərdir. Burada baxılan məsələnin əvvəlki paraqrafdakından fərqi ondan ibarətdir ki, potensial çəpər sonlu enə malik olduqda hissəciyin həm I və II, həm də II və III oblastların sərhəddində qayıtması baş verə bilər. Buna uyğun olaraq (91.5)-(91.7) həllərini aşağıdakı kimi yaza bilərik: x ik x ik e b e 1 1 1 1 − + = ψ , x ik x ik e b e a 2 2 2 2 2 − + = ψ
(91.8) x ik e a 1 3 3 = ψ Ё90-da olduğu kimi, burada da a 1 əmsalı, 1-ə bərabər götürülmüşdür. R qayıtma və D şəffaflıq əmsallarını hesablamaq üçün (91.8)-ə daxil olan b 1 , b 2 , a 2 , a 3
əmsallarını bilmək lazımdır. Bu məqsədlə I və II, II və III oblastlarının sərhəddində, yəni x=0 və x=d olduqda ψ funksiyasının özünün və birinci tərtib törəməsinin kəsilməzliyi şərtindən istifadə edəcəyik. Bu şərtlər ümumi şəkildə aşağıdakı kimidir: ( )
( ) 0 2 0 1 2 1
, 0 0 = = = = x x dx d dx d ψ ψ ψ ψ , (91.9) ( )
( ) d x d x dx d dx d d d = = = = 3 2 3 2 , ψ ψ ψ ψ . (91.10) (91.8) ifadələrini (91.9) və (91.10)-da yazaraq aşağıdakı sərhəd şərtlərini tapırıq: 1+b 1 =a 2 +b 2 , k 1 -k 1
1 =k 2 a 2 -k 2 b 2 , (91.11) . , 1 2 2 1 2 2 2 1 3 2 2 3 2 2
ik d ik d ik d ik d ik d ik e k k a e b e a e a e b e a = − = + − −
(91.12) (91.11) və (91.12) tənliklərini birgə həll edərək a 3 əmsalı üçün ( ) ( ) d ik d ik d ik e k k e k k e k k a 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 3 4 − − + = − −
(91.13) ifadəsini tapmış oluruq. Biz burada R qayıtma əmsalını hesablamayacağıq. Çünki bu hesablama Ё90-da R üçün deyilənlərə yeni heç nə əlavə etmir. Ona görə də b 1 ,b 2 və a 2 əmsalları da bizə lazım deyildir. Bizim baxdığımız halda I və II oblastda de-Broyl dalğasının uzunluğu eyni olduğundan (k 1 =k 3 ), potensial çəpərin D şəffaflıq əmsalı (90.24) düsturuna əsasən sadəcə olaraq a 3 əmsalının modulunun kvadratına bərabər olacaqdır: ∗ ⋅ = = 3 3 2 3
a a D .
(91.14)
576
Aydındır ki, baxılan halda D kəmiyyətinin E<u 0 olduqda hesablanması maraq kəsb edir. E<u 0 olduqda (91.6) düsturu ilə təyin olunan k 2 sırf xəyali ədəddir, yəni ( )
u m i k − = = 0 2 2 1 , h χ χ .
(91.15) Deməli, (91.13) ifadəsində məxrəcdə olan eksponensial funksiyaları E<u d ik e 2 ± 0 şərti
ödəndikdə həqiqi ədədlər ( ) olacaqdır. Onda (91.13) əvəzinə d e χ m ( ) ( ) d d d ik e i k e i k e k i a χ χ χ χ χ − − − − + = 2 1 2 1 1 3 1 4 , (91.16) ( ) ( )
d d ik e i k e i k e k i a χ χ χ χ χ − ∗ + − − − = 2 1 2 1 1 3 1 4 (91.17) yaza bilərik. Burada isə hiperbolik 2 , 2 x x x x e e shx e e chx − − − = + =
funksiyalarını daxil edərək (91.16) və (91.17)-ni aşağıdakı kimi yaza bilərik: ( )
ch k i d sh k e k i a d ik χ χ χ χ χ 1 2 2 1 1 3 2
2 1 + − = − , (91.18) ( ) d ch k i d sh k e k i a d ik χ χ χ χ χ 1 2 2 1 1 3 2
2 1 − − − = ∗ . (91.19) (91.18) və (91.19)-u (91.14)-də yazaraq ( ) d ch k d sh k k a a D χ χ χ χ χ 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 1 2 1 3 3 4 4 + − = ⋅ = ∗ (91.20) alarıq. (91.20)-də məxrəci uyğun şəkildə çevirərək ch 2
2
olduğunu nəzərə alsaq ( )
2 1 2 2 2 1 2 1 2 1 4
4 χ χ χ χ
d sh k k D + + =
(91.21) yaza bilərik. Qeyd edək ki, baxılan məsələnin həllində və bir çox digər hallarda
2
funksiyasının əvəzinə
2 4 1 götürmək olar. Doğrudan da u 0 - E=150 eV və d=10 -8
sm olduqda (91.15)-ə əsasən elektronlar üçün ( )
, 6
2 1 0 = − = d E u m d h χ olduğundan
577
e 2 χ d =
12,56 =2,8
⋅10 6 ; e -2 χ d =
-12,56 =3,5
⋅10 -7 ( ) d d d e e e xd sh χ χ χ 2 2 2 2 4 1 2 4 1 ≈ − + = − alınır. Onda bunları (91.21)-də nəzərə alsaq 4 4
4 2 2 1 1 + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + =
e k k D χ χ χ
(91.22) yazmaq olar. Burada k 1 və χ eyni tərtibli ədədlər olduğundan və e 2 χ
ilə müqayisədə məxrəcdə 4-ü nəzərə almamaq mümkün olduğundan şəffaflıq əmsalı üçün çox da böyük olmayan vuruq dəqiqliyi ilə ( ) d E u m d e e D − − − = 0 2 2 2 ~ h χ (91.23) ifadəsini alırıq. Bu düstur göstərir ki, potensial çəpərin şəffaflığı onun d enindən çox güclü şəkildə asılıdır. Misal olaraq elektronlar üçün (91.23)-dəki eksponensial vuruğu hesablayaq. Əgər u 0 - E=VeV=1,6 ⋅10
-19 VC götürsək, ħ=1,05 ⋅10 -34
Cs və elektronun kütləsinin m=9,1 ⋅10
-31 kq olduğunu nəzərə alsaq ( ) 1 10 0 10 03 , 1 2 2 2 2 − = = − m V mV E u m h h olar. u 0 -E=5 eV götürərək potensial çəpərin d eninin müxtəlif qiymətləri üçün (91.23)-də eksponensial vuruğun hesablanmış bəzi qiymətləri aşağıda verilmişdir:
1 1,3 1,5 1,8 2,0 5,0 10,0
0,1 0,04 0,03 0,016 0,008 5,54
⋅ 10 -7 1,4 ⋅ 10 -12
Göründüyü kimi, potensial çəpərin eni 1 Å (atom ölçüləri) tərtibində olduqda nüfuzetmə xeyli böyük olub, bir neçə faizdir. Lakin d=10 Å olduqda isə nüfuzetmə nəzərə alınmayacaq dərəcədə kiçik olur. Burada maraqlı cəhət ondan ibarətdir ki, I və III oblastlarda potensial enerji eynidirsə (buna simmetrik düzbucaqlı potensial çəpər deyilir) hissəciyin potensial çəpərdən keçməsi enerji itgisi ilə müşayiət olunmur. Belə ki, hissəcik potensial çəpərə hansı kinetik enerji ilə daxil olmuşdursa, həmin kinetik enerji ilə də oradan çıxır. Yuxarıda şərh olunanlardan görünür ki, kvant mexaniki həllin klassik həlldən fərqi ondan ibarətdir ki, klassik fizikaya görə hissəcik lokallaşmışdır, kvant mexanikasına görə isə lokallaşmamışdır. Klassik fizikada fəzanın digər hissələrində nə baş verməsindən asılı olmayaraq, müəyyən oblastda yerləşən hissəciyin enerjisi və halı haqqında danışılır. Kvant mexanikasında isə belə deyildir. Belə ki, kvant mexanikasında alınan həll, yəni dalğa bütün fəzaya aiddir. Düşən dalğa qayıdan və keçən dalğalarla üzvü surətdə əlaqədardır. Bu dalğalardan birini digərlərindən ayırmaq olmaz. E tam enerjisi hər hansı
578 bir dalğaya deyil, hissəciyin ψ 1 , ψ 2 və ψ 3 funksiyalarının hər üçü ilə təyin olunan halına bütövlükdə aiddir. Bundan başqa, qayıtma və şəffaflıq əmsallarının təyini məsələsi tamamilə səbəbiyyət prinsipinə əsaslanır. Bu məsələnin qoyuluşu və həlli klassik fizikada olduğuna oxşardır. Belə ki, həmin məsələ dəqiq yazılmış Şredinger tənliyi və uyğun sərhəd şərtləri əsasında həll edilir. Lakin bu əmsallar heç də təcrübədə tapılan real kəmiyyətləri təyin etmirlər. Belə ki, təcrübədə qayıtma və şəffaflıq əmsalları dalğalar üçün deyil, hissəciklər üçün ölçülür. Bu əmsallar isə dalğalar üçün qayıtma və şəffaflıq əmsalları ilə ehtimal münasibətləri (amplitudun modulunun kvadratı) vasitəsilə əlaqədardır. Deməli, hissəciklərin potensial çəpərdən qayıtması və keçməsi ehtimal qanunları ilə təyin olunur. Biz hissəciyin düzbucaqlı formasında olan potensial çəpərdən keçməsinə baxdıq. İxtiyari formaya malik olan potensial çəpəri isə, 91.2 şəklində olduğu kimi, təqribi olaraq düzbucaqlı formasında olan və ardıcıl yerləşmiş, potensial çəpərlər toplusu kimi göstərmək olar. Bu zaman həmin ardıcıllıqda müəyyən düzbucaqlı potensial çəpərdən keçən hissəciklərin sayı növbəti düzbucaqlı potensial çəpərə düşən hissəciklərin sayına bərabər olacaqdır və s. Ona görə də bütövlükdə potensial çəpərin şəffaflıq əmsalı ayrı- ayrı düzbucaqlı potensial çəpərlərin şəffaflıq əmsallarının hasilinə bərabər götürülə bilər. (91.23) ifadəsində eksponentin qarşısındakı ədədi vuruq potensial enerji səlis dəyişdikdə çox ləng dəyişir. Beləliklə, ixtiyari formalı u(x) potensial çəpərinin şəffaflıq əmsalı D aşağıdakı kimi təyin oluna bilər: ( ) [
⎪⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪ ⎨ ⎧ − − = ∫ dx E x u m D D x x
2 2 exp
2 1 0 h . (91.24) Burada D 0 –vahid (1) tərtibində olan sabit vuruqdur. Bir sıra konkret fiziki məsələlərin həlli zamanı məhz (91.24) düsturu tətbiq edilir. Hissəciyin potensial çəpərdən keçməsini bəzən obrazlı şəkildə tunel effekti adlandırırlar. Belə ki, potensial çəpəri dəf etmək üçün hissəcik bu çəpərə dırmaşaraq onu aşmayıb, tuneldən keçməyə oxşar olaraq onun içərisindən keçib gedir. Tunel keçidlərinin nəzəriyyəsinin əsasları L. İ. Mandelştam və M. A. Leontoviç tərəfindən yaradılmışdır. Onlar Şredinger tənliyinin həlli əsasında anharmonik osilyator üçün kvantlanma problemini həll edərkən
osilyatorun potensial enerjisini a x kx u > = , 2 2 olduqda isə u=const götürmüşlər. Qeyd edək ki, klassik mexanika təsəvvürlərinə əsasən izah oluna bilməyən bir çox hadisələr, mikrohissəciklərin məhz ЁЁ90-91-də şərh olunmuş özünəməxsus xassələrindən istifadə etməklə, kvant mexanikası baxımından asanlıqla izah olunur. Belə hadisələrə misal olaraq növbəti paraqrafda araşdırılan sərbəst elektronların metallardan soyuq emissiyasını və kontakt potensiallar fərqinin yaranmasını, həm də α –parçalanmanı, atom nüvələrinin spontan Download 18.1 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling