反射与透射

当一道量子波遇上势中的台阶或势垒时，它一般会分开：一部分作为反射波弹回，一部分作为透射波继续前行。反射系数与透射系数，就是记录入射波如何分裂的两个数——折返的那一份概率，以及穿过去的那一份概率。由于概率守恒，这两份比例之和必定永远等于一。

这种分裂是一种彻头彻尾的波动行为，在经典粒子物理中无处安放。一个能量充足的经典小球总是越过台阶、绝不反射；一个能量不足的则总是弹回、绝不越过。量子力学把两种结局都揉进了概率之中。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隧穿被透射。你得到怎样的比例，取决于粒子的能量与势的确切形状。

这两个系数是散射——量子力学中研究粒子如何偏折、穿过或弹离所遇之物的分支——的标准语言。测量一束粒子如何从靶上反射与透射，是物理学家推断那些看不见的作用力与结构的主要手段之一，从半导体器件内部的层状构造，到质子的内部建筑。