ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА в физике, ограниченная область пространства, в к-рой потенциальная энергия частицы меньше, чем вне её. Термин "П. я." происходит от вида графика, изображающего зависимость потенц. энергии V частицы, находящейся в силовом поле, от её положения в пространстве (в случае одномерного движения - от координаты х; рис. 1). Такая форма зависимости V(x) возникает в поле сил притяжения. Характеристики П. я.- ширина (расстояние, на к-ром проявляется действие сил притяжения) и глубина (равная разности потенц. энергий частицы на "краю" ямы и на её "дне", соответствующем минимальной потенц. энергии). Осн. свойство П. я.- способность удерживать частицу, полная энергия ^ к-рой меньше глубины ямы Vo; такая частица внутри П. я. будет находиться в связанном состоянии.

Рис. 1. Схематическое изображение потенциальной ямы V(x): Vo -глубина ямы, а - ширина. Полная энергия $ частицы является сохраняющейся величиной и поэтому изображена на графике горизонтальной линией.

В классической механи-к е частица с энергией Е < Vo не сможет вылететь из П. я. и будет всё время двигаться в ограниченной области пространства внутри ямы; устойчивому равновесию отвечает положение частицы на "дне" ямы (оно достигается при кинетич. энергии частицы Екин = Е- V = 0). Если же Е > Vo, то частица преодолеет действие сил притяжения и покинет яму. Примером может служить движение упругого шарика, находящегося в поле сил земного притяжения, в чашке с пологими стенками (рис. 2).

Рис. 2. Шарик массы m с энергией Е1 < Vo не может покинуть яму глубиной Vo = тgН (где д - ускорение силы тяжести, Н - высота ямы, в к-рую попал шарик) и будет совершать колебания между точками 1 и 2 (если пренебречь трением), поднимаясь лишь до высоты h = Е1/mg. Если же энергия шарика Е2 > Vo, то он покинет яму и уйдёт на бесконечность с постоянной скоростью v, определяемой из соотношения mv2/2 = = Е2- V0.

В квантовой механике, в отличие от классической, энергия частицы, находящейся в связанном состоянии в П. я., может принимать лишь определённые дискретные значения, т. е. существуют дискретные уровни энергии (см., напр., рис. 6 к ст. Квантовая механика). Однако такая дискретность уровней становится заметной лишь для систем, имеющих микроскопии, размеры и массы. По порядку величины расстояние А# между уровнями энергии для частицы массы т в "глубокой" яме ширины а определяется величиной ДЕ~h2/та2 (h-Планка постоянная). Наинизший (основной) уровень энергии лежит выше "дна" П. я. (см. Нулевая энергия). В П. я. малой глубины (Vo<~h2/ma2) связанное состояние может вообще отсутствовать (так, протон и нейтрон с параллельными спинами не образуют связанной системы, несмотря на существование сил притяжения между ними).

Кроме того, согласно квантовой механике, частица, находящаяся в П. я. со "стенками" конечной толщины (типа кратера вулкана), может покинуть П. я. за счёт туннельного эффекта даже в том случае, если её энергия меньше высоты ямы (ср. со ст. Потенциальный барьер).

Форма П. я. и её размеры (глубина и ширина) определяются физич. природой взаимодействия частиц. Важный случай-кулсновская П. я., описывающая притяжение атомного электрона ядром. Понятие "П.я." широко применяется в атомной и молекулярной физике, а также в физике твёрдого тела и атомного ядра.

Лит. см. при статьях Квантовая механика. Ядро атомное, Твёрдое тело.




Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ПОЛЕ →← ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

Смотреть что такое ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА в других словарях:

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

        в физике, ограниченная область пространства, в которой Потенциальная энергия частицы меньше, чем вне её. Термин «П. я.» происходит от вида граф... смотреть

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

ограниченная область пространства, определяемая физ. природой вз-ствия ч-ц, в к-рой потенц. энергия ч-цы меньше, чем вне её. Термин «П. я.» про... смотреть

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

(см. Потенциал) — понятие, моделирующее связанное состояние объекта, когда в ограниченной части пространственной области потенциальная энергия, т. е. энергия зависящая от взаимного расположения объектов, оказывается меньше, чем в области вне ее; особенно широко используются разнообразные потенциальные ямы для моделирования атомов, молекул, ядер и т. д. в квантовой физике. Начала современного естествознания. Тезаурус. — Ростов-на-Дону.В.Н. Савченко, В.П. Смагин.2006.... смотреть

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА, ограниченная область пространства, в которой потенциальная энергия частицы меньше, чем вне ее; термин связан с видом графика зависимости потенциальной энергии от координат. В потенциальной яме частица с энергией, меньшей глубины ямы, находится в связанном состоянии; в квантовой теории энергия такой частицы может принимать лишь определенные дискретные значения.<br><br><br>... смотреть

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА - ограниченная область пространства, в которой потенциальная энергия частицы меньше, чем вне ее; термин связан с видом графика зависимости потенциальной энергии от координат. В потенциальной яме частица с энергией, меньшей глубины ямы, находится в связанном состоянии; в квантовой теории энергия такой частицы может принимать лишь определенные дискретные значения.<br>... смотреть

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА , ограниченная область пространства, в которой потенциальная энергия частицы меньше, чем вне ее; термин связан с видом графика зависимости потенциальной энергии от координат. В потенциальной яме частица с энергией, меньшей глубины ямы, находится в связанном состоянии; в квантовой теории энергия такой частицы может принимать лишь определенные дискретные значения.... смотреть

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА, ограниченная область пространства, в которой потенциальная энергия частицы меньше, чем вне ее; термин связан с видом графика зависимости потенциальной энергии от координат. В потенциальной яме частица с энергией, меньшей глубины ямы, находится в связанном состоянии; в квантовой теории энергия такой частицы может принимать лишь определенные дискретные значения.... смотреть

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

- ограниченная область пространства, в которойпотенциальная энергия частицы меньше, чем вне ее; термин связан с видомграфика зависимости потенциальной энергии от координат. В потенциальнойяме частица с энергией, меньшей глубины ямы, находится в связанномсостоянии; в квантовой теории энергия такой частицы может принимать лишьопределенные дискретные значения.... смотреть

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

огранич. область пространства, в к-рой потенц. энергия частицы меньше, чем вне её; термин связан с видом графика зависимости потенц. энергии от координ... смотреть

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

огранич. область пространства, в к-рой потенциальная энергия частицы меньше, чем вне этой области. Если полная энергия частицы меньше её потенциальной ... смотреть

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

электрон. pozzo di potenziale

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

well, potential well* * *potential well

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

Grube, Potentialmulde, Potentialsenke, Potentialtopf, Topf физ.

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

physcuvette [puits] de potentiel

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

Potentialmulde, Potentialtopf

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

potential pit, potential well, well

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

Potentialmulde, Potentialtopf

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

потенці́йна я́ма

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

• potenciálová jáma

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА

потенциал шұңқыр

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЯМА ЭЛЕКТРОНОВ

(в ускорителе) potential electron well

T: 354