
digit; location; place; potential; throne
【計】 D
【化】 bit
【醫】 P; position
【經】 bit
base; rampart
【醫】 barrier; rampart
在漢英詞典視角下,“位壘”對應的英文術語為Potential Barrier,是物理學(尤其是量子力學和半導體物理)中的核心概念,指粒子在運動路徑上需要克服的能量障礙區域。其核心含義可拆解如下:
位壘(Potential Barrier) 指空間中因勢能(Potential Energy)突然升高而形成的能量障礙區。粒子(如電子、質子)需具備足夠動能才能跨越該區域,否則會被反射或限制在特定空間内。其高度(勢能差值)和寬度直接影響粒子穿透或跨越的概率。
量子力學中的隧穿效應
即使粒子動能低于位壘高度,其波函數仍有一定概率穿透勢壘,稱為量子隧穿(Quantum Tunneling)。該現象是掃描隧道顯微鏡(STM)的理論基礎。
數學描述:穿透概率公式為:
$$ T propto e^{-2kL}, quad k=sqrt{frac{2m(V_0-E)}{hbar}} $$
其中 (V_0) 為勢壘高度,(E) 為粒子能量,(L) 為勢壘寬度。
半導體物理中的PN結位壘
在PN結界面處,載流子(電子與空穴)擴散形成内建電場,産生勢壘區(Depletion Region)。施加正向電壓可降低位壘高度,促進電流導通;反向電壓則增大位壘,抑制電流。
應用實例:二極管整流、太陽能電池的光生載流子分離均依賴位壘調控。
: 劉恩科. 半導體物理學. 高等教育出版社, 2017.
: Griffiths D J. Introduction to Quantum Mechanics. Cambridge University Press, 2018.
: 全國半導體器件标準化技術委員會. GB/T 2900.66-2004 電工術語 半導體器件和集成電路.
“位壘”一詞在不同領域有特定含義,具體解釋如下:
指勢能障礙(potential barrier),即微觀粒子在運動過程中遇到的能量高于其動能的區域,會阻礙粒子穿越。例如在量子力學中,粒子可能通過“隧穿效應”穿透位壘。核物理研究中,位壘分布可用于分析粒子散射或核反應過程,如通過測量彈性散射激發函數确定位壘分布。
在技術經濟分析中,“位壘”被用來比喻技術經濟活動中的障礙或門檻。例如,技術經濟水平的空間分布被描述為“連綿不斷的山峰”,不同地區的技術發展水平差異形成類似位壘的阻礙。
“位壘”中的“壘”字本義為軍事防禦工事(如城牆、堡壘),引申為“砌築”動作。例如:
“位壘”的核心含義是具有阻礙作用的屏障,具體應用需結合學科背景。物理學中側重能量障礙,技術經濟中比喻發展門檻,而“壘”字本身則保留軍事與運動場景的原始語義。
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