Interference ng Electron Double-Slit
1 · Humula
Ang mga electron na pinapaputok nang isa-isa sa dalawang makipot na slit ay bumubuo ng interference pattern sa screen, gaya ng light wave. Mas malapad o mas makipot bang fringe ang ginagawa ng mas mabilis na electron (mas maikling de Broglie wavelength)?
- Mas makipot — proporsyonal sa wavelength ang fringe spacing, at mas maikli ang wavelength ng mas mabilis na electron.
- Mas malapad na fringe para sa mas mabilis na electron.
- Hindi nakadepende sa bilis ng electron ang fringe spacing.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang electron-double-slit preset at pindutin ang I-reset. Slit separation = 100 nm, screen distance = 50 cm.
- I-enable ang de Broglie wavelength at fringe-spacing readout.
- Itakda ang kinetic energy ng electron sa bawat trial at itala ang interference fringe spacing sa screen.
3 · Mangulekta ng Data
| Kinetic energy K (eV) | De Broglie wavelength λ (pm) | Fringe spacing y (cm) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 150.00 | ||
| 200.00 |
I-plot ang fringe spacing y (y-axis) laban sa wavelength λ (x-axis) para sa tatlong trial. Tuwid ba sa pinagmulan?
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, kalkulahin ang λ = h/√(2m_eK), tapos ang fringe spacing na y = λL/d gamit ang screen distance L = 50 cm at slit separation d = 100 nm. Ihambing ang dalawa sa table.
- Ipaliwanag kung bakit ito ang eksaktong parehong double-slit fringe formula na ginagamit sa liwanag — pagkatanggap mo na may wavelength ang electron, sumusunod ang interference pattern nito sa magkaparehong wave mathematics.
5 · Palawakin
- Kahanga-hanga, nabubuo ang interference pattern na ito kahit isa-isang pinapaputok ang electron sa apparatus, na may mahabang pagitan. Ipaliwanag kung bakit nito kinakansela ang ideyang nag-i-interfere lang sa ISA'T ISA ang mga electron, at sa halip ay nagpapahiwatig na bawat electron ay tila 'nag-i-interfere sa sarili.'
- Kapag naglagay ka ng detector para malaman kung aling slit talaga ang dinaanan ng bawat electron, mawawala ang interference pattern — dalawang simpleng banda ang makukuha mo. Bakit maaaring 'pagsukat kung aling landas' ay fundamental na sumisira sa wave interference?
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Electron Interference Fringe Spacing
Gaya ng sa liwanag, dalawang coherent wave source na magkalayo ng d ay bumubuo ng interference fringe na may espasyong y = λL/d sa screen sa layong L. Para sa electron, ang λ ay de Broglie wavelength na h/√(2mK), kaya mas siksik na fringe ang mas mabilis na electron.