Потенциальный барьер в физике, пространственно ограниченная область высокой потенциальной энергии частицы в силовом поле, по обе стороны которой потенциальная энергия более или менее резко спадает. Потенциальный барьер соответствует силам отталкивания.

Рис. к ст. Потенциальный барьер.

  На рис. изображен Потенциальный барьер простой формы для случая одномерного (по оси х) движения частицы. В некоторой точке х = x₀ потенциальная энергия V (х) принимает максимальное значение V₀, называется высотой Потенциальный барьер Потенциальный барьер делит пространство на две области (I и II), в которых потенциальная энергия частицы меньше, чем внутри Потенциальный барьер (в области III).

  В классической механике прохождение частицы через Потенциальный барьер возможно лишь в том случае, если её полная (кинетическая + потенциальная) энергия E превышает высоту Потенциальный барьер E ³ V₀; тогда частица пролетает над барьером. Если же энергия частицы недостаточна для преодоления барьера, E < V₀, то в некоторой точке x₁ частица, движущаяся слева направо, останавливается и затем движется в обратном направлении. То есть Потенциальный барьер является как бы непрозрачной стенкой, барьером, для частиц с энергией, меньшей высоты Потенциальный барьер, — отсюда название «Потенциальный барьер».

  В квантовой механике, в отличие от классической, возможно прохождение через Потенциальный барьер частиц с энергией E < V₀ (это явление называется туннельным эффектом) и отражение от Потенциальный барьер частиц с E > V₀. Такие особенности поведения частиц в квантовой физике непосредственно связаны с корпускулярно-волновой природой микрочастиц (см. Квантовая механика). Туннельный эффект существен лишь для систем, имеющих микроскопические размеры и массы. Чем уже Потенциальный барьер и чем меньше разность между высотой Потенциальный барьер и полной энергией частицы, тем больше вероятность для частицы пройти через него.