आधुनिक भौतिकी
इलेक्ट्रॉन द्वि-झिरी
द्वि-झिरी विधा में बदलें — फ्रिंज λ और झिरी दूरी के अनुसार बदलते हैं।
इलेक्ट्रॉन द्वि-झिरी — इंटरैक्टिव आधुनिक भौतिकी सिमुलेशन। द्वि-झिरी विधा में बदलें — फ्रिंज λ और झिरी दूरी के अनुसार बदलते हैं। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
पदार्थ-तरंग व्यतिकरण
द्वि-स्लिट मोड — fringe λ और स्लिट दूरी से बदलते हैं।
दो झिरियों से गुज़रते इलेक्ट्रॉन फोटॉनों की तरह व्यतिकरण उत्पन्न करते हैं, लेकिन किलोवोल्ट इलेक्ट्रॉनों की de Broglie तरंगदैर्घ्य पिकोमीटर में होती है — पैटर्न बहुत बारीक होते हैं। यह प्रीसेट कक्षा के पैमाने पर तरंगदैर्घ्य को बढ़ा-चढ़ाकर दिखाता है ताकि झिरी दूरी या ऊर्जा बदलने पर पट्टी दूरी Δy = λL/d दिखाई दे।
- Δy = λL/d
- तरंग–कण द्वैतता
जाँच संक्षिप्त
प्रयोगशाला खोलने से पहले प्रश्न की योजना बनाएं
यह संक्षिप्त विवरण प्रीरेंडर किए गए पेज जैसा है: मुख्य प्रश्न, प्रतिस्पर्धी पूर्वानुमान, चरों की भूमिकाएँ, लागू नियम, सेटअप तथा विश्लेषण और विस्तार के संकेत इसी क्रम में दिखाई देते हैं।
ड्राइविंग प्रश्न
दो संकीर्ण स्लिटों के माध्यम से एक-एक करके छोड़े गए इलेक्ट्रॉन प्रकाश तरंगों की तरह ही स्क्रीन पर एक हस्तक्षेप पैटर्न बनाते हैं। क्या एक तेज़ इलेक्ट्रॉन (छोटी डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य) व्यापक या संकीर्ण हस्तक्षेप फ्रिंज उत्पन्न करता है?
तौलने की भविष्यवाणी
- संकीर्ण फ्रिंज - फ्रिंज रिक्ति तरंग दैर्ध्य के समानुपाती होती है, और तेज़ इलेक्ट्रॉनों की तरंग दैर्ध्य कम होती है।
- तेज़ इलेक्ट्रॉनों के लिए व्यापक फ्रिंज।
- फ्रिंज रिक्ति इलेक्ट्रॉन गति पर निर्भर नहीं करती है।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- गतिज ऊर्जा K (eV)
आप क्या मापते हैं:
- डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य λ (pm)
- फ्रिंज रिक्ति y (cm)
जाँच कैसे चलती है
- electron-double-slit प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। स्लिट पृथक्करण = 100 एनएम, स्क्रीन दूरी = 50 सेमी।
- डी ब्रोगली वेवलेंथ और fringe-spacing रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा निर्धारित करें और स्क्रीन पर हस्तक्षेप फ्रिंज रिक्ति रिकॉर्ड करें।
नियंत्रक समीकरण
दी-ब्रॉग्ली तरंगदैर्घ्य — λ = h/p
संवेग p वाला इलेक्ट्रॉन λ = h/p = h/√(2mK) तरंगदैर्घ्य वाली तरंग की तरह व्यवहार करता है — यही तरंगदैर्घ्य आगे व्यतिकरण पैटर्न को निर्धारित करता है। प्रकाश की तरह ही, d दूरी पर अलग दो सुसंगत स्रोत L दूरी की स्क्रीन पर y = λL/d अंतराल की पट्टियाँ बनाते हैं; तेज़ (अधिक-K) इलेक्ट्रॉन की λ छोटी होती है और इसलिए पट्टियाँ अधिक पास-पास होती हैं।
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- एक परीक्षण के लिए, स्क्रीन दूरी L = 50 सेमी और स्लिट पृथक्करण d = 100 एनएम का उपयोग करके λ = h/√(2m_eK), फिर फ्रिंज रिक्ति y = λL/d की गणना करें। दोनों की तुलना तालिका से करें।
- बताएं कि यह ठीक वही double-slit फ्रिंज फॉर्मूला क्यों है जिसका उपयोग प्रकाश के लिए किया जाता है - एक बार जब आप स्वीकार करते हैं कि इलेक्ट्रॉनों की तरंग दैर्ध्य होती है, तो उनका हस्तक्षेप पैटर्न समान तरंग गणित का पालन करता है।
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- उल्लेखनीय रूप से, यह हस्तक्षेप पैटर्न तब भी बनता है जब इलेक्ट्रॉनों को एक समय में उपकरण के माध्यम से निकाल दिया जाता है, उनके बीच लंबे अंतराल के साथ। बताएं कि यह इस विचार को खारिज क्यों करता है कि इलेक्ट्रॉन बस एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप कर रहे हैं, और इसके बजाय यह सुझाव देता है कि प्रत्येक इलेक्ट्रॉन किसी न किसी तरह 'स्वयं के साथ हस्तक्षेप करता है।'
- यदि आप यह निर्धारित करने के लिए एक डिटेक्टर स्थापित करते हैं कि प्रत्येक इलेक्ट्रॉन वास्तव में किस स्लिट से होकर गुजरा है, तो हस्तक्षेप पैटर्न गायब हो जाता है - आपको इसके बजाय दो सरल बैंड मिलते हैं। 'किस पथ को मापना' मूल रूप से तरंग हस्तक्षेप को नष्ट क्यों कर सकता है?
- 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
- इलेक्ट्रॉनों की द्वि-झिरी में आपका स्वागत है
- इलेक्ट्रॉन
- चलाएँ दबाएँ
- चमकीली और गहरी पट्टियाँ
- गुण पैनल खोलें
- आपने कर दिखाया!
दृश्य बनाने के लिए इंटरैक्टिव सिमुलेशन खोलें, प्ले दबाएं, और लाइव माप और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ अन्वेषण करें।