反射與透射

當一道量子波遇上勢中的台階或位障時，它一般會分開：一部分作為反射波彈回，一部分作為透射波繼續前行。反射係數與透射係數，就是記錄入射波如何分裂的兩個數——折返的那一份概率，以及穿過去的那一份概率。由於概率守恆，這兩份比例之和必定永遠等於一。

這種分裂是一種徹頭徹尾的波動行為，在經典粒子物理中無處安放。一個能量充足的經典小球總是越過台階、絕不反射；一個能量不足的則總是彈回、絕不越過。量子力學把兩種結局都揉進了概率之中。能量充裕的粒子仍可能被反射，能量不足的粒子也仍可能靠穿隧被透射。你得到怎樣的比例，取決於粒子的能量與勢的確切形狀。

這兩個係數是散射——量子力學中研究粒子如何偏折、穿過或彈離所遇之物的分支——的標準語言。測量一束粒子如何從靶上反射與透射，是物理學家推斷那些看不見的作用力與結構的主要手段之一，從半導體元件內部的層狀構造，到質子的內部建築。