Teilchen in Potentialtöpfen einschließen

Betrachten Sie das Potential in Abbildung 4.2, insbesondere die Mulde im Potential, den Topf, in dem Teilchen, die nicht ausreichend Energie besitzen, gefangen sein können.

 

Abbildung 4.2: Ein Potentialtopf

Die Summe aus kinetischer und potentieller Energie des Teilchens ist eine Konstante, die seiner Gesamtenergie entspricht:

Ist die Gesamtenergie des Teilchens kleiner als V₁, so ist es im Potentialtopf gefangen, wie man in Abbildung 4.2 erkennen kann. Um aus dem Topf entkommen zu können, müsste die kinetische Energie des Teilchens negativ werden, um die Gleichung zu erfüllen, und das ist unmöglich.

In diesem Abschnitt werden die verschiedenen möglichen Zustände gezeigt, die ein Teilchen der Energie E in einem Potential einnehmen kann, wie es in Abbildung 4.2 dargestellt ist. Quantenmechanisch ausgedrückt können diese Zustände in zwei Gruppen eingeteilt werden: gebundene und ungebundene. Dieser Abschnitt zeigt sie im Überblick.