Συμβολή διπλής σχισμής ηλεκτρονίων

1 · Πρόβλεψε

Ηλεκτρόνια πυροβολούμενα ένα τη φορά μέσα από δύο στενές σχισμές χτίζουν σχήμα συμβολής σε οθόνη, όπως κάνουν τα κύματα φωτός. Παράγει ταχύτερο ηλεκτρόνιο (μικρότερο μήκος κύματος de Broglie) ευρύτερους ή στενότερους κροσσούς συμβολής;

• Στενότερους κροσσούς — η απόσταση κροσσών είναι ανάλογη του μήκους κύματος, και τα ταχύτερα ηλεκτρόνια έχουν μικρότερα μήκη κύματος.
• Ευρύτερους κροσσούς για ταχύτερα ηλεκτρόνια.
• Η απόσταση κροσσών δεν εξαρτάται από την ταχύτητα ηλεκτρονίου.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή electron-double-slit και πάτησε Επαναφορά. Απόσταση σχισμών = 100 nm, απόσταση οθόνης = 50 cm.
2. Ενεργοποίησε τις ενδείξεις μήκους κύματος de Broglie και απόστασης κροσσών.
3. Ρύθμισε την κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την απόσταση κροσσών συμβολής στην οθόνη.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε την απόσταση κροσσών y (άξονας y) έναντι του μήκους κύματος λ (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Είναι η γραμμή ευθεία και περνά από την αρχή των αξόνων;

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε λ = h/√(2m_eK), μετά απόσταση κροσσών y = λL/d χρησιμοποιώντας απόσταση οθόνης L = 50 cm και απόσταση σχισμών d = 100 nm. Σύγκρινε και τα δύο με τον πίνακα.
2. Εξήγησε γιατί αυτός είναι ο ακριβώς ίδιος τύπος κροσσών διπλής σχισμής που χρησιμοποιείται για το φως — μόλις αποδεχτείς ότι τα ηλεκτρόνια έχουν μήκος κύματος, το σχήμα συμβολής τους υπακούει πανομοιότυπα κυματικά μαθηματικά.

5 · Επέκταση

1. κάθε ηλεκτρόνιο με κάποιον τρόπο «συμβάλλει με τον εαυτό του»
2. παίρνεις δύο απλές ζώνες αντί γι' αυτό

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής