핵심 원리

양자 터널링에서 입자는 고전적으로 넘을 수 없는 에너지 장벽도 확률적으로 투과할 수 있습니다. 파동 함수가 장벽 내부에서 0이 되지 않기 때문입니다. 투과 확률은 장벽 폭과 높이에 지수적으로 의존합니다.

탐구 질문

1. 장벽 폭을 2배로 늘리면 투과 확률은 어떻게 변하나요? (힌트: 지수 함수)
2. 입자 에너지가 장벽 높이와 같아지면(E = V₀) 투과 확률은 얼마인가요?
3. STM이 원자 수준의 해상도를 갖는 까닭을 터널링 전류의 거리 의존성으로 설명해 보세요.

실생활 예시

• STM(주사 터널링 현미경): 원자 표면 관찰
• 핵융합: 쿨롱 장벽 터널링
• 반도체 소자: 터널 다이오드
• 방사성 알파 붕괴

터널 효과와 확률의 세계

파동 함수, 확률 밀도, 장벽 투과, 그리고 STM이 원자를 보는 방식을 한 화면에서 연결해 탐구합니다.