Interferencija elektrona na dva otvora

1 · Predviđanje

Elektroni ispaljivani jedan po jedan kroz dva uska otvora izgrađuju interferencijski uzorak na zaslonu, baš kao valovi svjetlosti. Stvara li brži elektron (kraća de Broglieova valna duljina) šire ili uže interferencijske pruge?

• Uže pruge — razmak pruga razmjeran je valnoj duljini, a brži elektroni imaju kraće valne duljine.
• Šire pruge za brže elektrone.
• Razmak pruga ne ovisi o brzini elektrona.

2 · Postava

1. Otvori postav electron-double-slit i pritisni Resetiraj. Razmak otvora = 100 nm, udaljenost zaslona = 50 cm.
2. Omogući očitanja de Broglieove valne duljine i razmaka pruga.
3. Postavi kinetičku energiju elektrona za svaki pokušaj i zabilježi razmak interferencijskih pruga na zaslonu.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj razmak pruga y (y-os) naspram valne duljine λ (x-os) za svoja tri pokušaja. Je li crta pravac kroz ishodište?

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj λ = h/√(2m_eK), zatim razmak pruga y = λL/d koristeći udaljenost zaslona L = 50 cm i razmak otvora d = 100 nm. Usporedi oba s tablicom.
2. Objasni zašto je ovo točno ista formula pruga dvostrukog otvora korištena za svjetlost — jednom kad prihvatiš da elektroni imaju valnu duljinu, njihov interferencijski uzorak sluša identičnu matematiku valova.

5 · Proširenje

1. Remarkabilno, ovaj interferencijski uzorak izgrađuje se čak i kad se elektroni ispaljuju kroz aparat jedan po jedan, s dugim razmacima između njih. Objasni zašto to isključuje ideju da elektroni jednostavno interferiraju JEDNI S DRUGIMA, a umjesto toga sugerira da svaki elektron nekako „interferira sam sa sobom“.
2. Kad bi postavio detektor za određivanje kroz koji je otvor svaki elektron stvarno prošao, interferencijski uzorak nestaje — dobiješ dvije jednostavne trake. Zašto bi „mjerenje kojim putem“ fundamentalno uništilo valnu interferenciju?

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis