Könnte ein ausreichend starkes elektrisches Feld ein Wasserstoffatom zerreißen? [Duplikat]

Neben der netten Antwort von freecharly ist es wichtig zu beachten, dass die Verwendung des Tunneleffekts nicht wirklich notwendig ist, und wenn Sie das elektrische Feld stark genug machen, verschwindet die Barriere und das Elektron springt heraus (in einem Prozess namens over -the-barrier ionization) mit extrem hoher Wahrscheinlichkeit. An der Grenze extrem hoher elektrischer Felder wird es für das Elektron unmöglich, in der Nähe des Protons zu bleiben, und die gebundenen Zustände des Systems verschwinden.

Nun, das heißt, die elektrischen Feldstärken$E$erforderlich, um einen dieser Prozesse in Gang zu setzen, muss so groß sein, dass die potentielle Energie$eE\,a$über die atomare Skala erworben$a$liegt in der Größenordnung des atomaren Ionisationspotentials$I_p$, dh

Es ist auch wichtig anzumerken, dass die Tatsache, dass das elektrische Feld oszilliert, einige nicht triviale Änderungen in die Dynamik einführt (siehe z. B. den Wikipedia-Artikel über Tunnelionisationfür weitere Details dazu), aber diese verschwinden, wenn die Periode des Lasers lang genug ist (oder wenn der Laser stark genug ist, dass die Ionisierung zu schnell erfolgt, als dass das Elektron bemerken würde, dass das Feld schwingt). Experimentell arbeiten die meisten Starkfeldlaser bei etwa 800 nm, was bereits sehr langsam ist (insbesondere ist seine Photonenenergie winzig und das Bild der Ionisation als Mehrphotonenprozess wird weniger nützlich), und es gibt mehrere hohe -Intensitätslasersysteme werden bei 2 μm und längeren Wellenlängen gebaut, wo das Feld in ziemlich guter Näherung als statisch angesehen werden kann, was den Ionisationsschritt betrifft.

Ein Wasserstoffatom kann durch ein ausreichend starkes elektrisches Feld "zerrissen" werden. Dies bedeutet, dass das Elektron des Wasserstoffatoms das Proton verlässt. Dieses Phänomen wird als Feldionisation bezeichnet und wird durch einen quantenmechanischen Tunnelprozess verursacht, bei dem dem Elektron keine Energie zugeführt werden muss. Ohne angelegtes elektrisches Feld sitzt das Elektron in seinem niedrigsten Energiezustand im Coulomb-Potentialtopf des positiven Kerns. Wird dem ein homogenes elektrisches Feld überlagert$1/r^2$Coulomb-Feld bildet sich eine Potentialbarriere. Wenn diese Barriere bei ausreichend hoher angelegter Feldstärke sehr dünn wird, kann das Elektron diese Barriere durchtunneln ( Tunneleffekt ) und den Kern endgültig verlassen.