Portál:Fyzika/Odporúčaný článok/13 2009

Potenciálová bariéra alebo potenciálový val sa vo fyzike označuje také rozloženie potenciálu, že jeho hodnota je v určitej (obmedzenej) oblasti nenulová, pričom sa predpokladá, že je (aspoň približne) konštantná, konečná a kladná, zatiaľ čo mimo túto oblasť je hodnota potenciálu nulová.

V jednorozmernom prípade je možné potenciálovú bariéru vyjadriť potenciálom

$V=\{\begin{array}{cc}0& \text{ pre }x<0\text{ a }x>a\\ V_0& \text{ pre }0<x<a\end{array}$

Potenciálová bariéra umožňuje v kvantovej mechanike popísať základné vlastné vlastnosti kvantového tunelovania.

Obdobným prípadom ako potenciálová bariéra je tzv. potenciálová jama, kedy je $V_0<0$.

V klasickej mechanike je pohyb častíc povolený iba v oblasti, kde energia $E$ častice je menšia ako hodnota potenciálu.

Pokiaľ sa teda častica s $E<V_0$ pohybuje smerom k potenciálovej bariére, potom sa môže pohybovať iba mimo oblasť $0<x<a$. Do oblasti $0<x<a$ takáto častica nemôže vstúpiť. V klasickej mechanike sa teda častice nachádzajúce sa v oblasti $x<0$ nemôžu dostať do oblasti $x>a$ a naopak. Potenciálová bariéra je pre takéto častice nepriepustnou stenou, ktorá oddeľuje obe oblasti $x<0$ a $x>a$.

Častice s $E>V_0$ sa môžu pohybovať i v oblasti $0<x<a$ a môžu teda cez potenciálovú bariéru prechádzať. Takáto klasická častica pohybujúca sa smerom k potenciálovej bariére cez túto bariéru vždy prejde, tzn. nikdy nedôjde ku jej odrazu. K odrazu častice od bariéry dochádza iba v prípade $E<V_0$.