Физический энциклопедический словарь - потенциальныйбарьер

На рис. изображён П. б. простой формы для случая одномерного (по оси х) движения ч-цы. В нек-рой точке x=x0 потенц. энергия U(х) принимает макс. значение U0, наз. высотой барьера. П. б. делит пр-во на две области (I и II), в к-рых потенц. энергия ч-цы меньше, чем внутри П. б. (в области III; d — ширина барьера).

В к л а с с и ч е с к о й м е х а н и к е прохождение ч-цы через П. б. возможно лишь в том случае, если её полная (кинетическая + потенциальная) энергия ξ не меньше высоты П. б.,ξU0; тогда ч-ца пролетает над барьером. Если же энергия ч-цы недостаточна для преодоления барьера, ξ<U0, то в нек-рой точке х1 ч-ца, движущаяся слева направо, останавливается и затем движется в обратном направлении. То есть П. б. явл. как бы непрозрачной стенкой, барьером, для ч-ц с энергией, меньшей высоты П. б.,— отсюда назв. «П. б.».

В к в а н т о в о й м е х а н и к е, в отличие от классической, возможно прохождение через П. б. ч-ц с энергией ξ<U0 (это явление наз. туннельным эффектом) и отражение от П. б. ч-ц с ξ>U0 (надбарьерное отражение). Такие особенности поведения ч-ц в квант. физике связаны с корпускулярно-волновой природой микрочастиц (см. Квантовая механика). Туннельный эффект существен лишь для систем, имеющих микроскопич. размеры и массы. Чем уже П. б. и чем меньше разность U0-ξ, тем больше вероятность для частицы пройти через барьер.