Física moderna
Doble rendija de electrones
Cambia a modo doble rendija — las franjas escalan con λ y la separación de rendijas.
Doble rendija de electrones — simulación interactiva de Física moderna. Cambia a modo doble rendija — las franjas escalan con λ y la separación de rendijas. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Interferencia de ondas de materia
Cambia al modo de doble rendija: las franjas escalan con λ y la separación de rendijas.
Los electrones que pasan por dos rendijas producen interferencia como los fotones, pero las longitudes de onda de De Broglie para electrones de kilovoltios son de picómetros—los patrones son muy finos. Este preset exagera la longitud de onda a escala de aula para que el espaciado de franjas Δy = λL/d sea visible al cambiar la separación de rendijas o la energía.
- Interferencia de electrones Δy = λL/d
- Dualidad onda-partícula
Informe de investigación
Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta de conducción
Los electrones disparados uno por uno a través de dos rendijas estrechas crean un patrón de interferencia en una pantalla, tal como lo hacen las ondas de luz. ¿Un electrón más rápido (longitud de onda de De Broglie más corta) produce franjas de interferencia más anchas o más estrechas?
Predicciones para pesar
- Franjas más estrechas: el espaciado de las franjas es proporcional a la longitud de onda y los electrones más rápidos tienen longitudes de onda más cortas.
- Franjas más anchas para electrones más rápidos.
- El espaciado de franjas no depende de la velocidad de los electrones.
Roles variables
Lo que configuraste:
- Energía cinética K (eV)
Lo que mides:
- Longitud de onda de De Broglie λ (pm)
- Espaciado de franjas y (cm)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste de doble rendija de electrones y presione Restablecer. Separación de rendijas = 100 nm, distancia a la pantalla = 50 cm.
- Habilite las lecturas de longitud de onda de De Broglie y espaciado de franjas.
- Establezca la energía cinética del electrón para cada prueba y registre el espaciado de las franjas de interferencia en la pantalla.
Ecuación rectora
Espaciado de franjas de interferencia electrónica — λ = h/p
Al igual que con la luz, dos fuentes de ondas coherentes separadas por una distancia d producen franjas de interferencia espaciadas por y = λL/d en una pantalla a una distancia L. Para los electrones, λ es la longitud de onda de De Broglie h/√(2mK), por lo que los electrones más rápidos producen franjas más estrechamente espaciadas.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule λ = h/√(2m_eK), luego el espaciado de franjas y = λL/d usando la distancia de pantalla L = 50 cm y la separación de rendijas d = 100 nm. Compare ambos con la tabla.
- Explique por qué esta es exactamente la misma fórmula de franja de doble rendija que se usa para la luz: una vez que se acepta que los electrones tienen una longitud de onda, su patrón de interferencia obedece a matemáticas ondulatorias idénticas.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- Sorprendentemente, este patrón de interferencia se acumula incluso cuando los electrones se disparan a través del aparato uno a la vez, con grandes espacios entre ellos. Explique por qué esto descarta la idea de que los electrones simplemente interfieren entre sí y, en cambio, sugiere que cada electrón de alguna manera "interfiere consigo mismo".
- Si configuras un detector para determinar por qué rendija pasó realmente cada electrón, el patrón de interferencia desaparece; en su lugar, obtienes dos bandas simples. ¿Por qué 'medir qué camino' podría destruir fundamentalmente la interferencia de las ondas?
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Bienvenido a la doble rendija con electrones
- Selecciona el electrón
- Pulsa Reproducir
- Franjas claras y oscuras
- Abre el panel de estudio
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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Ondas de materia de De Broglie