Tunneleffekt
Tatjana Siemens
Geschichte
1897 wurde der Tunneleffekt erstmals im
Vakuum bei der Feldemission von
Elektronen beobachtet
 1926 wurde der Grundstein für die
quantenmechanische Erklärung von
Tunnelprozessen durch die WKBNäherung gelegt
 1928 wurde der Tunneleffekt erstmals
theoretisch beschrieben

Kastenbarriere
Wir betrachten einen kastenförmiges
Potential, was für das Teilchen die Barriere
darstellt.
 Das Teilchen treffe von links auf die
Barriere, wo bei seine Energie kleiner ist,
als die des Potentials

Was passiert klassisch?
Klassisch: Das Teilchen kann die Barriere
nicht überwinden, es wird vollständig
reflektiert
 Bsp.: Ball den man einen Hügel hinauf rollt

Was passiert quantenmechanisch?
Was passiert quantenmechanisch?

Quantenmechanisch werden die Teilchen
teilweise reflektiert, einige wenige können
jedoch die Barriere überwinden, was
klassisch nicht möglich ist.
Mathematische Betrachtung

Wir betrachten die zeitunabhängige
Schrödingergleichung für
eindimensionalen Fall, wobei wir den
Vorgang folgend aufteilen
Zeitunabhängige
Schrödingergleichung
Bereich I
Bereich II
Bereich III
Bestimmung der Konstanten
Bestimmung der Konstanten
Bestimmung der Konstanten
Durch Umformungen können wir aus
diesen Gleichungen zwei Gleichungen mit
drei Unbekannten machen
 Damit haben wir die Konstanten noch
immer nicht bestimmt, dass ist aber nicht
schlimm, da sie nur Hilfsgrößen sind und
nicht das eigentlich gesuchte
 Uns interessiert eigentlich die
Tunnelwahrscheinlichkeit

Transmission und Reflektion
Zugehörige Wahrscheinlichkeiten
Transmissionswahrscheinlichkeit
Auftreten und Anwendungen
Kernfusion in der Sonne
 Alphazerfall
 Rastertunnelmikroskop
 Feldelektronen- / Feldionenmikroskop
 Und so weiter

Literatur
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http://de.wikipedia.org/wiki/Tunneleffekt
http://de.wikipedia.org/wiki/Feldemission
http://www-users.rwth-aachen.de
/Christian.Meessen/hp/index.php?page=theorie
http://www-nuclear.tau.ac.il/ ~murraym/ skript/
img3727.gif
http://www.cip.physik.uni-muenchen.de/ ~milq/
kap11/k111p01.html
http://www.youtube.com/watch?v=KQ0H0FK9dpc
http://www.youtube.com/watch?v=NNvMWdXsLA&NR=1
Mitschrift Grundlagen der Physik 3b (Guhr/Wucher)
WS 2008/2009
ENDE

Tunneleffekt - Didaktik der Physik