假如你面前有一堵十米高的牆，憑你的力量能跳過去嗎？當然不能。如果我告訴你你其實不用跳，只要在牆的一面一直撞，總有那麼一次你會撞到牆的另一邊，你信嗎？你當然不信，因為這在現實中是不可能的，除非你把牆撞倒。
望洋興嘆
但是我告訴你，這在量子力學中是可行的。牆上彷彿突然出現了一條隧道，把量子傳送到牆的另一頭，我們把這種現象叫做“量子隧穿”或者“隧道效應”。下面我們詳細的說一說隧道效應。
假如有一堵牆，你在牆的這一頭，假如你有足夠的動能跳過這堵牆，那麼就會發生如下幾個能量變化：你往上跳，動能轉化為勢能；往下掉時，勢能轉化為動能。當你越過這堵牆後，你的能量雖然經過了轉化，但是總量卻沒有變。假如你沒有足夠的能量，你是無論如何都跳不過這堵牆。
但是量子不同。在量子面前有這麼一個能量高地，我們叫它“勢壘”，如果量子的能量比勢壘高，那麼量子就可以穿過勢壘；假如量子能量比勢壘小，那麼量子還是有機會穿過這個勢壘。這就非常的不符合人們的常識了，這就好像是量子自己在勢壘上突然打通了一個幽靈隧道，量子經過隧道穿到牆的另一邊。
量子依舊有機會穿過勢壘
說起來你們可能不信，隧道效應的實質其實是量子向真空中借了一點能量！向真空借了一點能量！向真空借了一點能量！
真的，真是向真空借了點能量，在隧穿之前，量子從真空中獲得能量，當穿過勢壘後，量子在把能量還給真空，雖然過程是那麼的不可思議，但是這個過程並不違反能量守恆定律。
在以前，原子核的衰變是無法通過經典物理理論解釋的。原子核裡的質子中子被牢牢地困在原子核產生的勢壘裡邊，所以原子核按道理應該是一個非常穩定的結構。但是放射性原子核會衰變，放出α粒子、β粒子、γ射線，這令當時的科學家們百思不得其解。
直到量子的隧道效應被發現之後，放射性原子衰變的真相才徹底的水落石出。
隧道效應也只是在一定條件下才具有顯著效果。勢壘越高、越寬，量子隧穿的幾率越小，所以在宏觀領域，你就不要想靠隧道效應穿過一度牆了，幾率為零！
我們當然也可以利用隧道效應。不知道你有沒有聽說過“掃描隧道顯微鏡”，利用這種顯微鏡，我們可以看到物體表面的原子排布情況，這種顯微鏡就是利用量子的隧道效應制作而成的。
將一個原子線度的針與待測材料連接在電源兩極，然後將針靠近待測材料表面，此時針尖與材料表面的電子雲重合，發生隧道效應。實驗告訴我們，隧道效應對兩電極間的距離影響非常敏感，所以材料表面原子的起伏就會造成隧道電流的大小變化。
如此一來，只要這根探針在材料表面來回掃描，材料表面的原子排布就通過隧道電流的變化表示出來了。因研製成掃描隧道顯微鏡，賓羅與羅雷爾獲得1986年的諾貝爾物理學獎。
當然，微觀領域還有很多好玩的神奇的現象，如果你想了解哪方面的知識，歡迎留言！
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