Question

量子力学中隧道效应的意义是什么?（简答题）

Answer 1

由微观粒子波动性所确定的量子效应。又称势垒贯穿[1]
。考虑粒子运动遇到一个高于粒子能量的势垒，按照经典力学，粒子是不可能越过势垒的；按照量子力学可以解出除了在势垒处的反射外，还有透过势垒的波函数，这表明在势垒的另一边，粒子具有一定的概率，粒子贯穿势垒。理论计算表明，对于能量为几电子伏的电子，方势垒的能量也是几电子伏
，当势垒宽度为1埃时
，
粒子的透射概率达零点几
；而当势垒宽度为10时，粒子透射概率减小到10-10
，已微乎其微。可见隧道效应是一种微观世界的量子效应，对于宏观现象，实际上不可能发生。
在势垒一边平动的粒子，当动能小于势垒高度时，按经典力学，粒子是不可能穿过势垒的。对于微观粒子，量子力学却证明它仍有一定的概率穿过势垒，实际也正是如此，这种现象称为隧道效应。对于谐振子，按经典力学，由核间距所决定的位能决不可能超过总能量。量子力学却证明这种核间距仍有一定的概率存在，此现象也是一种隧道效应。
　　隧道效应是理解许多自然现象的基础
隧道效应本质上是量子跃迁，电子迅速穿越势垒。隧道效应有很多用途。如制成分辨力为0.1nm（1A）量级的扫描隧道显微镜，可以观察到Si的（111）面上的大元胞。但它适用于半导体样品的
隧道效应
观察，不适于绝缘体样品的观测

Answer 2

1，隧道效应是微观粒子行为中不遵从经典理论的典型粒子，可以通过观测隧道效应证明在微观世界量子力学的正确性。
2，由于隧穿几率与势垒高度和厚度有关，通过观测隧穿电流和可控的势垒高度得到空间厚度的原理制成的STM隧道扫描显微镜是非常成功的观测材料表面纳米结构的工具。
我就只能想到这两个意义了