Puits quantique fini

[Ikgn]

Bonsoir a Tous, j'ai une question par rapport au puit quantique, j'ai compris Les calculs derrieres ce phenomene je m'assure d'avoir une representation correct de celui ci, je me dis que par analogie immaginons que je me retrouve entre 4 murs d'une hauteur de 1m(potentiel du puit), et je peux sauter au maximum jusqu'a 0,5 m (energie de la particule), a un instant donné il est possible que je me retrouve a l'exterieur des murs (car densité de probabilité de presence non nul bien que faible) cependant ma hauteur de saut est toujours inferieur a la hauteur des murs ce qui est impossible d'un point de vu classique, est ce que j'ai bon ?
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[Deedee81]

Salut,

Petite erreur : c'est la barrière finie et non le puits quantique fini. Un puits il n'y a pas de problème à le franchir (mais les calculs sont analogues, intéressants d'ailleurs avec des états liés et non liés).

Et c'est vrai que les calculs sont assez "simples" mais n'éclairent pas beaucoup sur la raison physique de l'effet tunnel.

Bonsoir a Tous, j'ai une question par rapport au puit quantique, j'ai compris Les calculs derrieres ce phenomene je m'assure d'avoir une representation correct de celui ci, je me dis que par analogie immaginons que je me retrouve entre 4 murs d'une hauteur de 1m(potentiel du puit), et je peux sauter au maximum jusqu'a 0,5 m (energie de la particule), a un instant donné il est possible que je me retrouve a l'exterieur des murs (car densité de probabilité de presence non nul bien que faible) cependant ma hauteur de saut est toujours inferieur a la hauteur des murs ce qui est impossible d'un point de vu classique, est ce que j'ai bon ?

Non car si tu sautais assez haut, ce n'est pas parce que tu as assez d'énergie v.s. l'énergie potentielle, mais parce qu'au dessus du mur l'énergie potentielle est quasiment nulle.
La hauteur de l'énergie potentielle c'est juste sa valeur ou sa représentation sur un graphique : ce n'est pas une "hauteur verticale géométrique".

Bon, à la limite, comme analogie on peut l'admettre. Mais attention aux confusions. Car l'effet tunnel n'a pas d'équivalent classique !!!!

Mais je trouve mieux comme ceci : disons que pour franchir ton mur il faut une énergie cinétique que tu ne peux atteindre qu'en courant à 200 km/h (évidemment tu fais un trou dans le mur et toi tu es en bouillie sauf si tu t'appelles Hulk ).
Si tu vas lentement, disons en marchant à 10 km/h, tu rebondis juste sur le mur (plus une belle bosse ). Mais de temps en temps.... (avec un vrai mur faudrait faire l'essai des milliards de milliards de..... de milliards de fois (*)) .... tu passes !!!! Et le mur est même intact !

Une façon quelque peut imagée de comprendre ce phénomène est de se rappeler que les particules ont un comportement ondulatoire, tu peux voir la particule comme un paquet d'ondes. Et quand elle est proche de la barrière de potentiel, il y a un petit bout de la queue de l'onde qui est de l'autre coté (**). Et donc la particule a une toute petite probabilité .... d'être de l'autre coté ! Ca reste "avec les mains" comme explication.

(*) La probabilité dépend de manière exponentielle de la distance et de la hauteur de la barrière de potentiel. Ce qui fait qu'au delà de la taille des atomes la probabilité diminue trèèèèès vite. (***)

(**) En fait l'onde est déformée. Là aussi ça peut se calculer mais si les calculs "stationnaires" sont faciles (on les trouve partout, c'est ceux qu'on voit généralement) les calculs avec variation au cours du temps sont très dur et ne peuvent se résoudre que sur calculateur. Les simulations sont fabuleuses (mais difficile à trouver, si quelqu'un a ça sous la main ? Sinon dans le cours de mécanique quantique de Léonard L. Schiff).

(***) Application. Lors de la radioactivité alpha des atomes, la particule alpha sort du noyau car le résultat final a moins d'énergie (le surplus étant dans l'énergie cinétique). Mais pour sortir elle doit vaincre une barrière de potentielle due à l'interaction nucléaire. D'un noyau à l'autre cette barrière est plus ou moins "épaisses" et le caractère exponentiel de l'effet tunnel explique que l'on a des demi-vies variant d'un milliardième de seconde à des centaines de milliards d'années !

[Ikgn]

Bonsoir merci pour cette response ca m'a permis de découvrir quelques lacune dans ma comprehension et d'y remedier, comme la difference entre etat lié et non lié, la difference entre barriere de potentiel, Marche de potentiel et puits de potentiel et Les effects quantique observable, je pense avoir beaucoup mieux cerné le phenomene