ملف تدريبي: النفقية الكمومية عَبْر حواجز الجهد

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب احتمالية انتقال جسيم عبر حاجز جهد طاقته تتجاوز طاقة الجسيم.

س١:

إلكترون مقدار طاقته 5.0 eV يصطدم بحاجز عرضه 0.30 nm. طاقة الحاجز 7.00 eV. أوجد احتمالية نفق الإلكترون خلال الحاجز‎.

س٢:

اصطدم إلكترون طاقةُ حركته الابتدائية 32.0 eV بحاجز جهد مربع ارتفاعه 41.0 eV، وعرضه 0.250 nm. أوجد النسبة المئوية لاحتمالية نفاذ الإلكترون عبر هذا الحاجز.

س٣:

اصطدم إلكترون طاقة حركته 2.0 MeV بحاجز جهد ارتفاعه 16.0 MeV وعرضه 2.00 nm. ما احتمال أن ينفذ الإلكترون إلى الجانب الآخر من الحاجز.

س٤:

في المجهر النفقي الماسح (STM)، تتناسب شدة تيار الإلكترونات النفقي تناسبًا طرديًّا مع احتمالية حدوث ظاهرة النفق، وإن احتمالية حدوث ظاهرة النفق يمكن تقريبها بشكل جيد بواسطة الدالة 𝑒؛ حيث 𝛽=10.0nm، 𝐿 تمثِّل المسافة من رأس مجس المجهر النفقي الماسح إلى السطح المراد مسحه. إذا استُخدِم المجهر النفقي الماسح في استكشاف سمات سطح تبلغ ارتفاعاتها 0.00200 nm، فما النسبة المئوية للتغيُّر في شدة تيار الإلكترونات النفقي التي يجب أن تكون إلكترونات المجهر قادرة على اكتشافها؟

س٥:

اصطدم إلكترون طاقته 5.0 eV بحاجز عرضه 0.30 nm. أوجد احتمالية أن يمر هذا الإلكترون عبر الحاجز إذا كان ارتفاع الحاجز 9.0 eV.

س٦:

يصطدم إلكترون طاقته 5.0 eV بحاجز عرضه 0.30 nm. أوجد احتمالية نفق الإلكترون خلال الحاجز‎، إذا كان ارتفاع الحاجز 13.0 eV.

س٧:

إلكترون طاقته 13.0 eV يواجِه حاجزًا ارتفاعه 16.0 eV. احتمالية نفق الإلكترون عَبْر الحاجز تساوي 3.00%. أوجد عرض الحاجز.

س٨:

نموذج بسيط لاضمحلال نووي مُشِع يفترض أن جُسيمات ألفا مُحتجَزة داخل حاجز جهد نووي جدرانه عبارة عن حواجز عرضها محدود يساوي 2.50 fm، وارتفاعها يساوي 25.0 MeV.

أوجد احتمال مرور جُسيمات ألفا لحاجز جهد الجدار عن طريق ظاهرة النفق عندما تكون طاقة حركتها 24.0 MeV.

  • أ0.108
  • ب0.0805
  • ج0.999
  • د0.0254
  • ه0.934

أوجد احتمال مرور جُسيمات ألفا لحاجز جهد الجدار عن طريق ظاهرة النفق عندما تكون طاقة حركتها 20.0 MeV.

  • أ0.0135
  • ب0.00726
  • ج0.121
  • د0.0246
  • ه0.0193

س٩:

يصطدم إلكترون طاقته 5.0 eV بحاجز جهد ارتفاعه 9.0 eV.

أوجد احتمالية نفق الإلكترون خلال الحاجز، إذا كان عرض الحاجز يساوي 0.60 nm.

  • أ4.2×10
  • ب2.4×10
  • ج1.8×10
  • د1.7×10
  • ه1.1×10

أوجد احتمالية نفق الإلكترون خلال الحاجز، إذا كان عرض الحاجز 0.30 nm.

  • أ0.082
  • ب8.4×10
  • ج8.5×10
  • د1.8×10
  • ه7.7×10

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.