勢阱（英語：Potential well）是一個(gè)包圍著勢能局部極小點(diǎn)的鄰域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，粒子的勢能最小，形如陷阱。勢阱捕獲的能量無法轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，因?yàn)樗粍葳宓木植繕O低點(diǎn)捕獲。因此，一個(gè)被勢阱捕獲的物體不能繼續(xù)向全局勢能最低處運(yùn)動(dòng)，即使它根據(jù)的原理自然地傾向于向全局最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。在量子力學(xué)中，電子的勢能圖像類似一個(gè)波的形狀，當(dāng)電子處于波谷時(shí)，就好像處在一口井里，比較穩(wěn)定，很難跑出來，因此稱為勢阱或勢井。
概念
勢阱是粒子在某力場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，勢能函數(shù)曲線在空間的某一有限范圍內(nèi)勢能最小的區(qū)域，形如陷阱。
這種現(xiàn)象不僅存在于量子力學(xué)中，任何形式的勢只要具有這種特征，都可以稱其存在勢阱，例如重力勢阱。量子力學(xué)與經(jīng)典物理在勢阱的概念上有所差異，量子力學(xué)中，電子具有一定概率穿過勢阱跑出來，這一現(xiàn)象稱為隧道效應(yīng)。隧道電子顯微鏡正是利用了隧道效應(yīng)的原理。
一維無限
一維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的粒子，它的勢能在一定區(qū)域內(nèi)為零，而在此區(qū)域外勢能為無限大，即：
,
.
這種勢稱為一維無限深方勢阱。
勢阱模型
量子力學(xué)中的勢阱模型在微觀領(lǐng)域的許多情況下，例如金屬中的電子、原子中的電子、原子核中的質(zhì)子和中子等粒子的運(yùn)動(dòng)都有一個(gè)共同特征，即粒子的運(yùn)動(dòng)都被限制在一個(gè)很小的空間范圍以內(nèi)，或者說，粒子處于束縛態(tài)。對于處于束縛態(tài)中的粒子，可假設(shè)其被關(guān)在一個(gè)具有理想反射壁的方匣里，在匣內(nèi)不受其他外力作用。則粒子將不能穿過匣壁而只能在匣內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。這就是量子力學(xué)中的勢阱模型。
參考資料 >