有一個(gè)小伙伴私信我說(shuō)想了解一下隧道效應(yīng)，所以今天特地發(fā)了這篇文章，同時(shí)也希望大家有什么不解，有什么想知道的新鮮事都可以私信我呦，點(diǎn)個(gè)關(guān)注是我堅(jiān)持下去的最大動(dòng)力！

首先來(lái)說(shuō)說(shuō)量子理論的發(fā)展史：

玻爾的氫原子假說(shuō)

很久以前，人們發(fā)現(xiàn)氫原子光譜呈現(xiàn)出一條條離散狀的譜線，這在當(dāng)時(shí)量子理論還沒(méi)有成熟之前是不可理解的。當(dāng)時(shí)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)相當(dāng)明顯了，重要的是如何從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，總結(jié)結(jié)論。

1913年，偉大的量子力學(xué)奠基人玻爾提出了三個(gè)基本假設(shè)，成功的解釋了氫原子光譜的分布規(guī)律，這三條規(guī)律就是依托于最早的量子化思想。

玻爾理論的困難

玻爾的假說(shuō)雖然很好的解釋了氫原子的光譜實(shí)驗(yàn)，但是假說(shuō)終究是假說(shuō)，尚沒(méi)有任何理論的支持，而且玻爾的量子化理論依舊沒(méi)有拜托牛頓的經(jīng)典理論，其中有的假說(shuō)是建立在牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)之上的，這在現(xiàn)在看來(lái)當(dāng)然是不對(duì)的，但是對(duì)于量子理論研究初期，任何一種結(jié)果，都是對(duì)當(dāng)時(shí)科學(xué)進(jìn)步的一種推動(dòng)。玻爾的氫原子理論雖然很好的解釋了氫原子的光譜，但是對(duì)于更復(fù)雜一點(diǎn)的原子，玻爾的氫原子理論就不再適用了

波粒二象性

在受到光的波粒二象性的啟發(fā)之下，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意大膽的提出假設(shè)：不僅光具有波粒二象性，任何實(shí)物粒子如電子、原子、分子都具有波粒二象性。也就是說(shuō)，世間萬(wàn)物都具有兩種形態(tài)，一種是實(shí)物形態(tài)，一種就是波的形態(tài)。這對(duì)于我們是相當(dāng)不可理解的，我們知道什么是波，什么是實(shí)物，但是一個(gè)東西既是實(shí)物又是波簡(jiǎn)直是荒謬的。但是實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，這的確是正確的。1927年，科學(xué)家戴維孫和革末在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了電子在經(jīng)過(guò)晶體表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于光的衍射圖樣，這個(gè)實(shí)驗(yàn)直接而有力的證明了電子的波動(dòng)性質(zhì)。

那為什么我們卻絲毫察覺(jué)不到我們本身的波動(dòng)的性質(zhì)呢？對(duì)于宏觀物體，λ=h/mv，因?yàn)槲覀兊馁|(zhì)量太大了，所以波長(zhǎng)太小太小以至于根本察覺(jué)不到，所以對(duì)于宏觀物體來(lái)說(shuō)主要還是呈現(xiàn)粒子性，只有像電子那樣的微觀粒子才會(huì)有比較可觀的波動(dòng)性。

概率波

既然德布羅意波已經(jīng)被證實(shí)時(shí)確定存在的，那么如何去描述這么一個(gè)反常的現(xiàn)象就有成為了一個(gè)棘手的問(wèn)題。

薛定諤假說(shuō)：電子呈現(xiàn)的粒子性是由于電子式三維空間中許多物質(zhì)波所合成的波包，波包的大小就是電子的大小，波包的速度就是電子的速度（過(guò)于深?yuàn)W，放棄解釋），這種假說(shuō)認(rèn)為波動(dòng)性是基本的。

還有人認(rèn)為電子的波動(dòng)性是由于大量電子分布在空間中所形成的疏密波，這種假說(shuō)認(rèn)為粒子性是基本的，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果與此假說(shuō)相矛盾，即使電子一個(gè)一個(gè)通過(guò)干涉狹縫，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間依然會(huì)產(chǎn)生干涉圖樣，所以這種假說(shuō)是絕對(duì)錯(cuò)誤的。

目前得到大家公認(rèn)的說(shuō)法就是：物質(zhì)波并不是像經(jīng)典波那樣代表什么實(shí)在的物理量的波動(dòng)，而是描述粒子在空間各處的概率分布的概率波。粒子在空間某處出現(xiàn)的概率波服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，而該統(tǒng)計(jì)規(guī)律顯示了粒子具有波動(dòng)性。

至此，量子的發(fā)展史也就介紹完了，我們清楚了什么是量子，又該如何去描述量子。接下來(lái)說(shuō)一說(shuō)究竟什么是隧道效應(yīng)。

最接近神學(xué)的科學(xué)--“穿墻術(shù)”之量子隧穿與掃描隧道顯微鏡

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在一個(gè)能量大于量子本身的勢(shì)壘另一邊，量子出現(xiàn)的概率不是零，也就是說(shuō)量子有一定的概率穿過(guò)這個(gè)比自己能量還高的勢(shì)壘，出現(xiàn)在勢(shì)壘的另一邊。這在我們宏觀中就好比你穿過(guò)了一堵比你自己高很多的墻，如果你不能躍過(guò)去，那你就像在墻上打通了一個(gè)幽靈般的隧道，通過(guò)隧道跑到了墻的另一邊。

但是這種隧道效應(yīng)只存在于微觀領(lǐng)域，目前宏觀物體是不可能出現(xiàn)幽靈隧道了。