Bariera potencjału

Bariera potencjału - ograniczony obszar (zazwyczaj niewielki), w którym energia potencjalna cząstki (punktu materialnego przyjmuje wartości większe niż w otoczeniu tego punktu.

Pojęcie wprowadzone w mechanice kwantowej a wyjaśniane w mechanice klasycznej i kwantowej w celu wytłumaczenia różnicy we wnioskach wynikających z mechaniki klasycznej i kwantowej.

W mechanice klasycznej cząstka o energii mniejszej od energii maksymalnej na barierze potencjału nie przejdzie przez barierę potencjału, a o energii większej przejdzie na drugą stronę bariery.

W mechanice kwantowej występuje zjawisko tunelowe polegające na przenikaniu cząstek przez barierę potencjału, pomimo tego że mają energię mniejszą od wynikającej z mechaniki klasycznej. Prawdopodobieństwo przeniknięcia cząstki przez barierę potencjału zależy od energii cząstki, wysokości i szerokości bariery.

Cząstka o energii większej od wysokości bariery może zostać odbita przez barierę potencjału. Współczynnik odbicia zwykle maleje wraz ze wzrostem energii cząstki, ale generalnie jest skomplikowaną funkcją energii. Niektóre dyskretne wartości energii mogą dać zerowe prawdopodobienstwo odbicia cząstki przez barierę.

Zjawisko przenikania cząstek przez barierę potencjału odgrywa bardzo ważną rolę i odpowiada za wiele zjawisk np.: rozpad &alpha jader atomowych, emisję elektronów z zimnych metali pod wpływem silnego pola elektrycznego (emisja polowa), niektóre reakcje chemiczne.