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Effet tunnel de la mécanique quantique

   Catégorie : matière et particules
Mise à jour 16 décembre 2012
  Atomes de fer vus par un microscope à effet tunnel

Image : Image prise par un microscope à effet tunnel.
Cette image d'environ 5 nanomètres montre  une surface de cuivre où les atomes de cuivre ont été confinés à l'intérieur d'un enclos quantique de 48 atomes de fer.
La barrière circulaire de fer a un rayon de 71,3 Angstrom (71,3x10-10) mètre. On "voit" les électrons se comporter comme des ondes. © IBM Almaden Visualization Lab

    
  microscope à force atomique (AFM)

Image : La microscopie à effet tunnel nécessite d'utiliser un échantillon de matière conducteur d'électricité, mais si l'échantillon est isolant, on utilise alors la microscopie à force atomique. Omicron VT-AFM XA (AFM Atomic Force Microscope - STM Scanning Tunneling Microscope)

    
  illustration de l'effet tunnel

énergie d'une particule, effet tunnel

Image : Onde représentant une particule dans le noyau. L'onde associée à la particule n'est pas entièrement localisée au centre du noyau mais déborde légèrement de l'autre côté de la barrière de potentiel avec une probabilité extrêmement petite. Plus la barrière de potentiel est haute, plus l'épaisseur à traverser est grande.  Wikipedia.

L'énergie cinétique (du Grec énergeia « force en action » et kinesis « mouvement ») est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement par rapport à un référentiel donné. Sa valeur dépend du choix de ce référentiel.
L'énergie cinétique s'exprime en joule (J).
Un véhicule en roue libre atteint son maximum d'énergie cinétique au bas de la descente. Lorsqu'il commence à monter, l'énergie cinétique est transformée en énergie potentielle.
La somme des énergies cinétiques et potentielles d'un système reste constante.
La fonction d'onde est un des concepts fondamentaux de la mécanique quantique.
Elle correspond à la représentation de l'état quantique d'un système dans une base de dimension infinie.
La fonction d'onde donne à toute particule les propriétés d'interférence typiques d'une onde.
En mécanique classique on représente le mouvement par des particules qui se déplacent dans l'espace, en mécanique quantique on représente les particules réelles et imaginaires par des fonctions d'onde.
Ces fonctions d'onde correspondent à des états stationnaires ou non-stationnaires (dépendant du temps) de l'énergie.
           
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