質問: トンネル効果はなぜ起こる?(量子力学学習中です) トンネル効果はなぜ起こるのでしょう?量子力学的ゆらぎで起こるなんていう話は聞きますがよく理解できません。位置と運動量の不確定性原理の話でしょうか? それと、ポテンシャル障壁に波束があたった時、なぜ反射波ができるんですか?粒子のエネルギーがポテンシャルより高い場合にも反射が起こるのはなぜでしょう?
回答: no.1のお礼に対して 多忙のため反応が遅れています。m(__)m さて、トンネル効果がなぜ起こるかというのは、結局のところ、「なぜポテンシャルエネルギーが全エネルギーよりも大きいにもかかわらず波動関数がゼロでないのか」ということだと思います。これは古典論ではありえないですよね。 これを私なりに説明しますと、シュレーディンガー方程式は 全エネルギー=運動エネルギー+ポテンシャルエネルギー という形をしていますね。これは古典論では問題ないですね。ところがポテンシャルエネルギーが全エネルギーよりも大きい場合には、運動エネルギーが負になります。これは古典論ではありえないですが、シュレーディンガー方程式ではありえます。例えば、波動関数がexp(-x)に比例している場合です。つまり、量子力学では古典論ではありえないことが起こっているわけです。この原因は結局のところ波動関数で考えている、あるいはシュレーディンガー方程式がこうだから、というわけです。 私がもう一つ言いたいのは、不確定性原理とかを使って、どちらかというと無理やり理解しようとするのは、量子力学を学んでいない人のやり方のように思いますがいい過ぎでしょうか。