Abitur Physik am Gymnasium Trittau/Tunneleffekt: Unterschied zwischen den Versionen

Aus ZUM Projektwiki
Keine Bearbeitungszusammenfassung
Keine Bearbeitungszusammenfassung
 
(8 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
[[Abitur Physik am Gymnasium Trittau/Potentialtopf|Benötigtes Vorwissen]]
==== Beispiel / Veranschaulichung ====
==== Beispiel / Veranschaulichung ====
Ein Ball liegt in einer Kule zwischen zwei Hügeln. Um aus dieser Kule zu gelangen benötigt er genug Energie um über die Hügel zu gelangen. Die Spitzen der Hügel sind die beiden Potentialbarrieren. Wenn durch den Hügel ein Tunnel führt reicht auch deutlich weniger Energie um den Ball auf die andere Seite eines Hügels und somit aus dem Loch zu befördern.
Veranschaulichung:
 
Ein Ball liegt in einer Kule zwischen zwei Hügeln. Um aus dieser Kule zu gelangen benötigt er genug Energie um über die Hügel zu gelangen. Die Spitzen der Hügel sind die beiden Potentialbarrieren. Wenn durch den Hügel ein Tunnel führt reicht bereits deutlich weniger oder sogar keine Energie aus um den Ball auf die andere Seite einer der Hügel und somit aus dem Loch zu befördern.
 
Beispiel:
 
In der Quantenmechanik könnte man zwei Atomkerne betrachten. Die elektrische Kraft, welche bei beiden Positiv ist stellt die zu überwindende Potentialbarriere dar. Zum fusionieren benötigen die Kerne massig Energie wie Temperatur und Druck. Mit der Hilfe des Tunneleffekts ist dies in seltenen Fällen jedoch nicht von Nöten.


In der Quantenmechanik könnte man zwei Atomkerne betrachten. Die elektrische Kraft, welche bei beiden Positiv ist stellt die zu überwindende Potentialbarriere dar. Zum fusionieren benötigen die Kerne massig Energie wie Temperatur und Druck. In extrem seltenen Fällen fusionieren sie jedoch auch bei niedrigen Temperaturen, da die Wahrscheinlichkeit eines Quantenobjektes nie 0 ist.
==== Erklärung ====
Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit ist an keinem Punkt Null, da die [https://de.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dingergleichung Schrödingergleichung], deren Betragsquadrat die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Quantenobjektes angibt, in keinem Punkt bei y=0 liegt. Bei der Fusion von Wasserstoff zu Helium, liegt die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Tunneleffekts, etwa bei einem Billiardstel (1 : 1.000.000.000.000.000.000). Durch dieses Effekt beginnt das Wasserstoffbrennen eines Stern beispielsweise bereits bei der Hälfte der auf die Teilchen wirkenden Energie verglichen mit dem Theoriewert ohne den Tunneleffekt.

Aktuelle Version vom 19. März 2024, 11:02 Uhr


Benötigtes Vorwissen

Beispiel / Veranschaulichung

Veranschaulichung:

Ein Ball liegt in einer Kule zwischen zwei Hügeln. Um aus dieser Kule zu gelangen benötigt er genug Energie um über die Hügel zu gelangen. Die Spitzen der Hügel sind die beiden Potentialbarrieren. Wenn durch den Hügel ein Tunnel führt reicht bereits deutlich weniger oder sogar keine Energie aus um den Ball auf die andere Seite einer der Hügel und somit aus dem Loch zu befördern.

Beispiel:

In der Quantenmechanik könnte man zwei Atomkerne betrachten. Die elektrische Kraft, welche bei beiden Positiv ist stellt die zu überwindende Potentialbarriere dar. Zum fusionieren benötigen die Kerne massig Energie wie Temperatur und Druck. Mit der Hilfe des Tunneleffekts ist dies in seltenen Fällen jedoch nicht von Nöten.

Erklärung

Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit ist an keinem Punkt Null, da die Schrödingergleichung, deren Betragsquadrat die Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Quantenobjektes angibt, in keinem Punkt bei y=0 liegt. Bei der Fusion von Wasserstoff zu Helium, liegt die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des Tunneleffekts, etwa bei einem Billiardstel (1 : 1.000.000.000.000.000.000). Durch dieses Effekt beginnt das Wasserstoffbrennen eines Stern beispielsweise bereits bei der Hälfte der auf die Teilchen wirkenden Energie verglichen mit dem Theoriewert ohne den Tunneleffekt.