OBSERVATION CHAMBER / ACTIVE

量子トンネル観測室

有限の障壁を変え、定常散乱の波動関数と透過・反射の流束を観測します。

quantum / tunneling 観測モデル
87 / QUANTUM / TUNNELINGFIELD / 観測ルート

01 / OBSERVE THE WAVE

障壁の両側をつなぐ波

PAUSE

ドラッグ: 横で幅L、縦で高さV₀。キャンバス上のキー: ← →でL、↑ ↓でV₀、Space/Pで実行・停止、Sで1ステップ、Rで初期化。

E < V₀

透過率 T
—
反射率 R
—
正味の確率流 j
—
|T + R − 1|
—
界面 |Δψ| 最大値
—
界面 |Δψ′| 最大値
—

03 / RECORD THE OBSERVATION

この散乱状態を記録する

レポートとPNGには現在の設定を記録し、位相表示を停止します。RESETで生成済みの出力を消去します。

OBSERVATION MODEL

有限の実数障壁を1つ置く

ポテンシャルは0 ≤ x ≤ LでV₀、その外側では0です。E > 0、V₀ ≥ 0、L ≥ 0、無次元のℏ = m = 1を仮定します。入射平面波の振幅は1です。|ψ|²は相対密度であり、規格化した波束の確率ではありません。

吸収のない定常散乱です。トンネル通過時間や個々の粒子の軌跡は計算しません。

FORMULA / CONTINUITY

ψとその微分を接続する

−½ψ″ + Vψ = Eψ
k = √(2E), q² = 2(E − V₀)
ψleft = exp(ikx) + r exp(−ikx)
ψright = tL exp(ik(x − L))
T = |tL|², R = |r|²
j = Im(ψ*ψ′) = kT = k(1 − R)

E = V₀では内部の波は一次関数となり、T = 1 / (1 + EL²/2)です。E < V₀では指数関数を尺度調整してオーバーフローを避けます。界面の残差は、両側の波から再計算します。

Richard Fitzpatrick / Square Potential Barrier

HOW TO OBSERVE

3つの比較

  1. E = 0.50、V₀ = 1のままLを増やします。透過流束が減り、障壁内の波が減衰します。
  2. E = V₀ = L = 1にします。境界でもゼロ除算せず、透過率は2/3になります。
  3. V₀またはLを0にします。T = 1、R = 0になります。密度や確率流へ切り替えると、位相を進めても変わらないことを確認できます。

CHECK THE NUMERICS

解析値と保存則の確認

V₀ = L = 1で、E = 0.5のT = 0.419974341614、境界のT = 2/3、E = 1 + π²/2の共鳴T = 1を確認します。別の透過率公式で複素振幅の解を照合します。

未実行

観測ポリシー

この観測室は、実数の矩形障壁による定常散乱をブラウザ内で計算します。入力、レポート、画像は外部へ送信しません。粒子の測定や時間波束の計算は行いません。