一束準直帶電粒子同單晶相互作用，往往表現出強烈的方向效應，當入射方向接近某一主晶軸或主晶面時，核反應、內殼X 射線激發和大角度盧瑟福散射等（統稱近距相互作用）產額大大減少，粒子射程明顯增加，這就是溝道效應。阻塞效應是以晶體點陣位置作為發射點，某方向出射的帶電粒子幾率強烈地依賴於出射方向同晶軸的夾角的效應。

　　理論　1965年，丹麥物理學傢J.K.林哈特對溝道效應作瞭全面的理論解釋。。他把晶軸看成一根連續均勻分佈的帶電體，並用一個連續勢描寫。當帶電粒子入射方向同晶軸的夾角小於某一臨界角ψc時(圖1)，由於軸上原子同入射粒子發生一系列“溫和”的碰撞，對入射粒子產生一種導向作用，使粒子沿晶軸方向振蕩前進；當入射方向夾角大於ψc時，入射粒子同晶體相互作用與粒子同無定形材料作用一樣。ψc的表達式如下：

其中C 是常數，ψ1是林哈特特征角，Z1、Z2 分別代表入射粒子和晶體原子的原子序數， d 為晶軸方向的點陣原子間距，E 為入射粒子能量，e 為電子電荷，屏蔽距離

， a o是玻爾半徑。夾角小於 ψ c 的入射粒子因受庫侖排斥勢作用不能進入圖1打斜線的區域，可稱該區為禁戒區，空白區為溝道區。隻要點陣原子位移小於 a，或雜質原子處於禁戒區，溝道入射粒子就不能同它發生近距相互作用。

　　阻塞效應包含兩類物理過程，點陣原子核衰變而發射帶電粒子的過程和晶體中核反應或大角度盧瑟福散射等引起的帶電粒子出射的過程。由於第二類過程的碰撞參量比原子熱振動振幅要小幾個數量級，可以把上述兩類過程等同處理。若不考慮粒子慢化過程，阻塞效應與相同能量的粒子、相同的晶體和晶軸方向的溝道效應完全等同，相互是倒易關系。同樣也存在臨界角ψc，出射帶電粒子的方向與某主晶軸或晶面夾角大於ψc時，粒子出射如同從無定形材料中出射一樣。若出射角小於ψc時，由於晶軸原子帶電粒子強烈排斥，很快地使出射角大於ψc。如果用一個探測器測量出射粒子時就會發現，在ψc范圍內出射粒子的幾率大大減少。一般講，阻塞效應不一定要求入射束是帶電粒子，也不需要嚴格的準直。但對決定核反沖方向的實驗（如核能級壽命測量）則必須考慮準直。

　　應用　溝道效應的特性為晶體雜質定位和點陣損傷分佈測量提供瞭有力的工具。由圖2可知， <01>方向入射粒子能“看到”標號為“×”、“□”的原子； <11>方向入射的隻能“看到”“×”的原子；而隨機方向入射的則可“看到”所有的原子。這樣就可以從“×”不同入射方向所引起的近距相互作用產額比知道“·”原子處於替位，“×”和"□"原子處於隙位（對基質原子來說“×”和“□”為位移原子）。所以，溝道效應定位法是最直觀的幾何定位法。當然，這僅是一種示意的解釋，在具體工作中，必須考慮下列因素。

　　① 要挑選一個最合適的近距相互作用，既能明顯區分基質和雜質的貢獻，又要盡量減少分析束本身帶來的影響。一般大角度盧瑟福散射適用於輕基質中重雜質的研究；核反應適用於重基質中輕雜質的研究；而帶電粒子導致X 射線發射可用於中等原子序數雜質的研究。

　　② 要考慮退道的影響。沿溝道方向入射的粒子由於一系列前向小角散射，其運動方向能偏離原來方向。當同晶軸的夾角超過ψc時，稱之為“退道”。晶體表面第一層原子，表面無定形層、點陣熱振動、點陣缺陷和位移原子等都會使退道加劇。這就要借助於各種退道模型估計退道對產額的貢獻。

　　③ 要考慮通量呈峰效應:前面討論中是認為溝道空間中粒子的通量是均勻分佈的。從蒙特－卡羅法計算，或從連續勢近似計算可知理想晶體溝道區中入射粒子通量分佈並非均勻，往往在溝道區中心通量密度達極大，這就是所謂通量呈峰效應。原則上講，通量呈峰效應為區分位置僅差0.1～0.2Å的雜質原子分佈提供瞭可能性。金屬中氫、氦離子往往處於各種隙位，它們位置分佈情況是反應堆物理中受重視的問題，通量呈峰效應為它提供瞭一種可能的研究途徑。

　　目前，溝道效應還大量應用於固體表面研究。例如外延生長，退火性能，損傷吸收，表面合金化和抗腐、耐磨等方面。

　　阻塞效應從發現起就被用於測量復合核壽命和激發態壽命等，若核反應形成一個復合核，從晶體點陣位置反沖出來，反沖速度v一般在108～109cm/s。如果復合核的平均壽命為 τ，衰變時發射帶電粒子，類似於溝道效應，把空間分為阻塞區和非阻塞區。隻要 τ·

＜0.1Å（其中 是垂直於晶軸的速度分量）將發生強烈的阻塞。 τ· >0.1Å，則阻塞現象就減少。把瞬發事件(如彈性散射等)作為 τ· ≈0。比較兩者的角分佈就可得到復合核壽命，一般可測到 10 -16～ 10 -18s數量級的壽命。這正是核物理重要的壽命區，而用其他方法是難以測到的。

　　目前已證實從正負電子到重離子;keV能區至相對論能區都存在溝道效應和阻塞效應。相對論能區的π±介子和質子的溝道效應是溝道技術的新發展，這時必須考慮相對論效應和量子效應。隻要用相對論質量和速度取代原來的質量和速度，仍考慮整個原子鍵的作用，則林哈特經典處理方法仍然適用，當然臨界角非常小，實驗上要求用一塊高質量晶體和一套位置靈敏氣體漂移計數裝置進行測量。這方面的進展不但發展瞭溝道效應，而且可以作為高能物理中的正負粒子鑒別器，測量基本粒子壽命並提供負粒子阻止本領的數據。電子通過溝道時，在周期場的作用下還會發射溝道輻射。