نفق ميكانيكا الكم أو النفق الكمومي في الفيزياء ( Quantum tunnelling) ....
هي ظاهرة تسلل جسيم أولي لحاجز جهدي طبقا لميكانيكا الكم، في حين أن الميكانيكا التقليدية لا تسمح له بالنفاذ حيث أن طاقته أقل من طاقة الوضع في الحاجز.
وتلعب ظاهرة تخلل الحواجز الكمومية دورا رئيسيا في بعض الظواهر الطبيعية مثل النشاط الإشعاعي وتحلل بيتا وتحلل ألفا.
وتستغل عمليا في أجهزة ديود نفقي ومجهر المسح النفقي.
هي ظاهرة تسلل جسيم أولي لحاجز جهدي طبقا لميكانيكا الكم، في حين أن الميكانيكا التقليدية لا تسمح له بالنفاذ حيث أن طاقته أقل من طاقة الوضع في الحاجز.
وتلعب ظاهرة تخلل الحواجز الكمومية دورا رئيسيا في بعض الظواهر الطبيعية مثل النشاط الإشعاعي وتحلل بيتا وتحلل ألفا.
وتستغل عمليا في أجهزة ديود نفقي ومجهر المسح النفقي.
يعود تصور التخلل النفقي للجسيمات إلى أوائل القرن العشرين، إلا أن قبولها
وإثباتها لم يتحقق إلى أواسط القرن، بعد نضوج ميكانيكا الكم.
تبسيط :
إذا وضعنا حبة من البازلاء في كوب، فطبقا الميكانيكا الكلاسيكية لا يمكن للحبة أن تخرج من الكوب إلا إذا وصلت طاقة حركتها إلى حد تستطيع به عبور جدار الكوب فتخرج منه وتتحرر.
لكن عند النزول إلى مستوي الجسيمات الصغيرة، مثل الإلكترون والبروتون وجسيمات ألفا نجد أن الطبيعة تتغير وتعطي الأشياء شيئا من الحرية بحيث " تتخلل" الجدار وتتسرب إلى الخارج رغم أن طاقتها لا تكفي لعبور الجدار. أي تتصرف الجسيمات كما لوكانت تحفر نفقا في الجدار لتخرج منه.
استطاعت ميكانيكا الكم تفسير تلك الظاهرة. وقد بينت التجارب بعد ذلك أن تلك الظاهرة تنطبق أيضا على إمكانية تسرب الذرات عن طريق الأنفاق الكمومية، تلك هي الطبيعة التي تحكم المادة على المستوي الذري الصغير.
من التطبيقات "تحلل ألفا "
يرجع تحلل ألفا للمواد المشعة تلقائيا مثل تحلل اليورانيوم عن طريق إطلاق جسيم ألفا.... فطبقا للفيزياء الكلاسيكية لا يسمح لجسيم ألفا الخروج من النواة الذرية لأن قوة تجاذب التآثر القوي عالية. ولكن يحدث أن يتخلل جسيم ألفا بظاهرة التأثير النفقي وهو تأثير له احتمال في الحدوث، ويتسرب خارج نواة اليورانيوم.
وتستطيع ميكانيكا الكم حساب عمر النصف لليورانيوم، وللعناصر المشعة الأخرى.
وتفسر ميكانيكا الكم أن الدالة الموجية لجسيم ألفا تستطيع التسرب من حاجز الطاقة للنواة، حيث يوجد احتمال إلى حد ما لوجود جسيم ألفا الموجب الشحنة خارج النواة، عندئذ يخرج نها ويغادرها بدون رجعة، لأن النواة نفسها تحمل شحنة موجبة.
ويكيبيديا الموسوعة الحرة
#فيزياء من #سورية
تبسيط :
إذا وضعنا حبة من البازلاء في كوب، فطبقا الميكانيكا الكلاسيكية لا يمكن للحبة أن تخرج من الكوب إلا إذا وصلت طاقة حركتها إلى حد تستطيع به عبور جدار الكوب فتخرج منه وتتحرر.
لكن عند النزول إلى مستوي الجسيمات الصغيرة، مثل الإلكترون والبروتون وجسيمات ألفا نجد أن الطبيعة تتغير وتعطي الأشياء شيئا من الحرية بحيث " تتخلل" الجدار وتتسرب إلى الخارج رغم أن طاقتها لا تكفي لعبور الجدار. أي تتصرف الجسيمات كما لوكانت تحفر نفقا في الجدار لتخرج منه.
استطاعت ميكانيكا الكم تفسير تلك الظاهرة. وقد بينت التجارب بعد ذلك أن تلك الظاهرة تنطبق أيضا على إمكانية تسرب الذرات عن طريق الأنفاق الكمومية، تلك هي الطبيعة التي تحكم المادة على المستوي الذري الصغير.
من التطبيقات "تحلل ألفا "
يرجع تحلل ألفا للمواد المشعة تلقائيا مثل تحلل اليورانيوم عن طريق إطلاق جسيم ألفا.... فطبقا للفيزياء الكلاسيكية لا يسمح لجسيم ألفا الخروج من النواة الذرية لأن قوة تجاذب التآثر القوي عالية. ولكن يحدث أن يتخلل جسيم ألفا بظاهرة التأثير النفقي وهو تأثير له احتمال في الحدوث، ويتسرب خارج نواة اليورانيوم.
وتستطيع ميكانيكا الكم حساب عمر النصف لليورانيوم، وللعناصر المشعة الأخرى.
وتفسر ميكانيكا الكم أن الدالة الموجية لجسيم ألفا تستطيع التسرب من حاجز الطاقة للنواة، حيث يوجد احتمال إلى حد ما لوجود جسيم ألفا الموجب الشحنة خارج النواة، عندئذ يخرج نها ويغادرها بدون رجعة، لأن النواة نفسها تحمل شحنة موجبة.
ويكيبيديا الموسوعة الحرة
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق