جسيم في صندوق

جسيم في صندوق يتحرك بين حائطين (أحمر). عندما تقترب جدران الصندوق جدا تبدأ الظواهر الكمومية في الظهور. ويتخد الجسيم طاقات منفصلة محددة descret energy levels، تسمى مستويات طاقة.

جسيم في صندوق أو بئر جهدي لا نهائي في ميكانيكا الكم (بالإنجليزية: particle in a box أو infinite potential well) هي مسألة تصف جسيم يتحرك في حيز ضيق يحيطه حائط غير نفاذ. ويستخدم هذا النموذج لبيان الفرق بين الميكانيكا الكلاسيكية وميكانيكا الكم التي تنطبق على الأنظمة الكمومية. تنجح ميكانيكا الكم في وصف الأنظمة الكمومية، أي الأنظمة الصغيرة جدا في حجم الذرات والجسيمات الأولية حيث تبدأ الظواهر الكمومية في الظهور، في حين تفشل الميكانيكا التقليدية في وصفها حيث تنطبق الميكانيكا الكلاسيكية على الأجسام الكبيرة.

في الأنظمة التقليدية مثل كرة منحصرة في صندوق فيمكن للكرة التحرك داخل الصندوق بأي سرعة ويكون احتمال وجودها في أي نقطة داخل الصندوق متساوية. ولكن عندما يصغر الصندوق في حيز عدة نانومترات تصبح التآثيرات الكمومية مهمة وتملي نفسها على كيفية سلوك الجسيمات. ويبدأ الجسيم لاتخاذ مستويات طاقات موجبة معينه في الصندوق.

في نفس الوقت فإنه من المستحيل أن تكون طاقة الجسيم صفرا، بمعنى أن الجسيم لا يمكن أن يوجد في حالة سكون تام. وعلاوة على ذلك فإن الجسيم يمكنه التواجد في أماكن في الصندوق ولا يتواجد في نقط أخرى ويعتمد ذلك على مستوى طاقته (أو سرعته). أي تكون بعض المواضع داخل الصندوق لا يمكن وجود الجسيم فيها تسمى "عقد مكانية "spatial nodes.

En otros idiomas