مفهوم جهد دلتا في فيزياء الكم

اقرأ في هذا المقال


في ميكانيكا الكم، فإن جهد الدلتا هو بئر تجريبي موضح رياضيًا عن طريق فيزياء الكم من خلال دالة ديراك دلتا وظيفة معممة، ومن ناحية أخرى يتماشى مع احتمال يساوي صفرًا في كل مكان، عدا نقطة واحدة، حيث يأخذ قيمة غير محدودة.

ما المقصود بجهد دلتا

  • يمكن استعمال جهد دلتا لمحاكاة المرات التي يكون فيها الجسيم حرًا في الحركة في منطقتين من الفضاء مع وجود حاجز بينهما.
  • على سبيل المثال، يمكن للإلكترون أن يتحرك بشكل حر تقريبًا في مادة موصلة، ولكن إذا تم عمل سطحين موصلين قريبين من بعضهما البعض، فإن الواجهة التي تكون بين الموصلين تعمل كفاصل للإلكترون يمكن تقريبه عن طريق جهد دلتا.
  • إن بئر دلتا المحتملة هي حالة مربوطة للبئر المحدود المتوقع، والتي يتم تملكها إذا تم الحفاظ على ناتج عرض البئر والثابت المتوقع مع تقليص عرض البئر وزيادة جهد دلتا.
  • وهنا يتم توضيح الإمكانات أحادية البعد بشكل جيد، ولكن يمكن توسيع التحليل ليشمل المزيد من الأبعاد.
Deltawell.png
  • معادلة شرودنغر المستقلة عن الزمن لوظيفة الموجة ψ ( x ) لجسيم في بعد واحد في جهد V ( x ) هو:

{\displaystyle -{\frac {\hbar ^{2}}{2m}}{\frac {d^{2}\psi (x)}{dx^{2}}}+V(x)\psi (x)=E\psi (x),}

{\ displaystyle - {\ frac {\ hbar ^ {2}} {2m}} {\ frac {d ^ {2} \ psi (x)} {dx ^ {2}}} + V (x) \ psi ( س) = E \ psi (x) ،}

  • حيث أن ħ هو ثابت بلانك المختزل ،و E هي طاقة الجسيم، حيث أن إمكانات دلتا هي الإمكانات {\ displaystyle V (x) = \ lambda \ delta (x)،}، حيث δ ( x ) هي دالة ديراك دلتا.
  • يطلق عليه بئر دلتا المحتملة إذا كانت سالبة، وحاجز دلتا محتمل إذا كانت λ موجبة، إذ تم تعريف الدلتا على أنها تحدث في الأصل من أجل البساطة.
  • قد يبدو الحساب المبين سابقا في البداية غير جيد وغير مفيد، ومع ذلك، فقد تبين أنه نموذج جيدا لمجموعة مختلفة من أنظمة الحياة الواقعية.
  • أحد الأمثلة على ذلك مربوط بالواجهات بين مادتين موصلة، ففي الجزء الأكبر من المواد، تكون حركة الإلكترونات تقريبا غير موجودة.
  • حتى أنه في معظم الأحيان تكون أسطح هذه المواد عليها طبقات أكسيد أو لا تكون جيدة لأسباب أخرى، حيث يستطيع المرء نمذجة هذه الطبقة الرفيعة غير الموصلة من خلال دالة دالة دلتا.

شارك المقالة: