在量子力学中，粒子不再像经典力学中那样具有确定的位置和速度，而是被描述成一个波函数。

波函数是描述粒子状态的数学函数，包含了粒子的位置、动量和能量等信息。

在某些情况下，波函数在障壁的一侧也存在一定的概率分布，因此粒子在障壁上的能量低于一定阈值时，会有一定概率出现在障壁另一侧。

具体来说，在隧道效应的情况下，一个粒子穿过一个势垒时，其总能量E必须小于势垒高度V。

如果E＜V，根据经典力学，粒子不可能越过势垒，只能被反弹回去。

但在量子力学中，根据波粒二象性，这个粒子可以被看作是一束波，部分波函数会穿过势垒并延伸到势垒的另一侧。

在这一侧，这些波函数可能会重叠并形成一个波峰，即粒子的位置。

因此，虽然整个粒子的能量不够穿过势垒，但仍然有一定概率发生隧道效应，穿过势垒到达另一侧。

这个效应的出现与波函数在障壁区域的干涉有关。

干涉是波动现象的一个基本特征，它描述了波之间的相互作用。

在隧道效应中，波函数的干涉导致了一些波函数在障壁区域的另一侧存在非零概率。

由于隧道效应的概率很小，因此只有在微观尺度下才能观察到。

当我们在扫描隧道显微镜中观察金属表面时，我们将电子从一个探针传输到另一个探针。

在这个过程中，两个探针之间存在一个很小的间隙，称为隧道间隙。

由于隧道间隙非常小，电子只能以量子隧道的形式通过这个间隙。

因此，只有当探针的距离足够接近，才能够感受到电子的存在。

这个实验的成功证明了量子隧道效应的存在。

量子隧道效应还被广泛地应用于半导体器件中。

隧道二极管是其中的一个典型例子。