斯塔克效应中的隧穿.原则上,把一个原子置于外电场中,原子内的电子可隧穿出去,从而使原子电离.问题:这个是否能在通常的斯塔克效应实验中发生?我们可以用下面一个粗略的一维模型估计其可能性.设想粒子处在一个非常深的有限势阱中(见教材2.6节)

(a)从势阱底部算起,基态能量是多少?假设V0>>h2/ma2.提示:这正是无限方势阱(宽度2a)的基态能量. (b)现在引进一个微扰H'=-αx(对一个在<img src='https://img2.soutiyun.com/ask/2020-09-15/969007892248011.png' />的电场中的电子我们有α=<img src='https://img2.soutiyun.com/ask/2020-09-15/969007867706607.png' />).假设它是相对较弱的(<img src='https://img2.soutiyun.com/ask/2020-09-15/969007927832046.png' />).画出全势能的简图,注意现在粒子可以在x的正方向隧穿出去. (c)计算隧穿因子γ(式8.22),并估算粒子逃逸所需的时间(式8.28).γ=<img src='https://img2.soutiyun.com/ask/2020-09-15/969007949511286.png' /> (d)代入一些合理的数据:V<sub>0</sub>=20eV(通常的外层电子的结合能).a=10<sup>-10</sup>m(通常的原子半径),E<sub>ext</sub>=7x10<sup>6</sup>V/m(强实验室场).e和m分别是电子的电量和质量.计算<img src='https://img2.soutiyun.com/ask/2020-09-15/969008015604066.png' />并将它与宇宙的年龄相比较.

时间:2024-02-06 10:07:54

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