Was ist tunneleffekt?

Der Tunneleffekt, auch Quantentunneln genannt, ist ein quantenmechanisches Phänomen, bei dem ein Teilchen eine Potentialbarriere durchdringen kann, obwohl es nicht genügend Energie hat, um diese klassisch zu überwinden. Dies ist in der klassischen Physik unmöglich.

Kernpunkte:

• Was ist der Tunneleffekt? Ein Teilchen "tunnelt" durch eine Barriere, anstatt sie zu überwinden. Dies wird ausführlicher erklärt unter: https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Tunneleffekt
• Wahrscheinlichkeit: Die Wahrscheinlichkeit für den Tunneleffekt hängt von der Breite und Höhe der Barriere sowie der Energie des Teilchens ab. Eine breitere oder höhere Barriere verringert die Tunnelwahrscheinlichkeit.
• Anwendungen: Der Tunneleffekt spielt eine wichtige Rolle in vielen physikalischen Phänomenen und Technologien, darunter:
  • Kernfusion: Der Tunneleffekt ermöglicht Kernfusion in Sternen bei Temperaturen, die klassisch betrachtet zu niedrig wären.
  • Radioaktiver Zerfall: Alphazerfall ist ein Beispiel für den Tunneleffekt.
  • Scanning Tunneling Mikroskop (STM): STMs nutzen den Tunneleffekt, um Oberflächen auf atomarer Ebene abzubilden. Mehr dazu unter: https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Rastertunnelmikroskop
  • Tunneldioden: Diese Halbleiterbauelemente nutzen den Tunneleffekt, um einen negativen differentiellen Widerstand zu erzeugen. Informationen hierzu finden Sie hier: https://de.wikiwhat.page/kavramlar/Tunneldiode
• Mathematische Beschreibung: Die Tunnelwahrscheinlichkeit kann mit Hilfe der Schrödingergleichung berechnet werden.

Der Tunneleffekt demonstriert die fundamental unterschiedliche Natur der Quantenwelt im Vergleich zur klassischen Physik. Er ist ein direktes Resultat der Wellennatur von Teilchen.