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Romeo
Anmeldungsdatum: 27.02.2008
Beiträge: 148
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 Romeo Verfasst am: 26. Sep 2008 19:49 Titel: Rastertunnelmikroskop (Tunnel-Effekt) |
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Hi,
ich hab mal eine, vielleicht doofe, Frage, aber mich interessiert die Vorgehendweise der Messspitze im Rastertunnelmikroskop. Ich hab gelesen, dass es unterschiedliche Verfahren gibt die Oberfläche aufzulösen, zB. mit konstanter Höhe zur Oberfläche des zumessenden Objektes (CHM), was aber "Crash-Gefahr" beinhaltet. Genau um diese "Crash-Gefahr" geht es, bei einem anderen Verfahren mit konstanten Strom (CCM bzw. CGM) zwischen Messspitze und Oberfläche in denen die Elektronen tunneln, statt konstanter Höhe. Mir ist klar, dass bei gewissen Erhöhungen die Messspitze angehoben wird, um so den konstanten Tunnelstrom aufrecht zu halten, aber was ist, wenn es einen so steilen Anstieg gibt, dass man diesen vorher eigentlich gar nicht wahrnehmen kann mit dem Messinstrument? Wird es trotzdem irgendwie wahrgenommen und darauf reagiert oder wählt man den Tunnelstrom so geschickt, dass jegliche "Crash-Gefahr" ausgeschlossen ist, weil die einzuhaltene Höhe zur Oberfläche, den höchsten Punkt der Oberfläche übertrifft?
Und nochwas allgemeines zum Tunnel-Effekt.
Ich hab mir die mathematische Herleitung über die Schrödinger-Gleichung angeschaut, die zum Tunnel-Effekt führt und besagt das die Wellenfunktion ) , genau wie die Ableitung, stetig sein muss. Daher in den klassisch verbotenen Zonen trotzdem eine gewisse Wahrscheinlichkeit exisiert, ein Elektron zu finden. Dies wird durch abklingende Exponentialfunktionen beschrieben. Dazu kommen noch einige Interpretationen über die Heisenbergschen Unschärferelationen. Sehr schön das alles, aber wie funktioniert es wirklich, mal abgesehen von den mathematischen Beweisen usw. oder gibt es keine bildhafte Erklärung dafür, dass sich ein Teilchen mit Welleneigenschaften durch eine Potentialbarriere tunnelt?
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Grüße Romeo |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 27. Sep 2008 18:37 Titel: Re: Rastertunnelmikroskop (Tunnel-Effekt) |
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| Romeo hat Folgendes geschrieben: | Mir ist klar, dass bei gewissen Erhöhungen die Messspitze angehoben wird, um so den konstanten Tunnelstrom aufrecht zu halten, aber was ist, wenn es einen so steilen Anstieg gibt, dass man diesen vorher eigentlich gar nicht wahrnehmen kann mit dem Messinstrument?
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Ich würde sagen, das ist wie bei der Crashgefahr bei einem Auto: In gefährlichem Gelände muss man eben vorsichtiger fahren, damit man rechtzeitig lenken kann. Je unebener die Oberfläche ist, desto langsamer würde man sich also wohl daran entlangtasten, um auch bei steilen Stufen schnell genug regeln zu können.
| Zitat: | | gibt es keine bildhafte Erklärung dafür, dass sich ein Teilchen mit Welleneigenschaften durch eine Potentialbarriere tunnelt? |
Wenn du damit meinst, ob du dir ein so kleines Teilchen als irgendetwas vorstellen kannst, das du aus deiner alltäglichen Erfahrung mit den "großen Dingen" um uns herum kennst, dann wäre die Antwort nein, denn die quantenmechanischen Teilchen sind eben nicht so wie Bälle, die gegen eine Wand fliegen.
Aber vielleicht kennst du ja zum Beispiel das Bild von der Elektronenwolke, das sagt, das da ein Elektron nicht auf seiner Kreisbahn um das Atom herumfliegt, sondern sich in einem ganzen Raumbereich gleichzeitig aufhält, einem sogenannten Orbital, das man sich schön in Form einer Wolke aufmalen kann, wie du das vielleicht schon mal zum Beispiel im Chemieunterricht gesehen hast.
Macht es dir das Bild von so einer Wolke schon ein bisschen leichter, dir anschaulich vorzustellen, wie ein Teilchen, das vor einer Barriere sitzt, gleichzeitig auch schon ein bisschen hinter der Barriere sein kann? |
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