Interferensi Celah Ganda Elektron
1 · Memprediksi
Elektron yang ditembakkan satu per satu melalui dua celah sempit akan membentuk pola interferensi pada layar, seperti halnya gelombang cahaya. Apakah elektron yang lebih cepat (panjang gelombang de Broglie lebih pendek) menghasilkan pinggiran interferensi yang lebih lebar atau lebih sempit?
- Pinggiran yang lebih sempit — jarak pinggiran sebanding dengan panjang gelombang, dan elektron yang lebih cepat memiliki panjang gelombang yang lebih pendek.
- Pinggiran yang lebih lebar untuk elektron yang lebih cepat.
- Jarak pinggiran tidak bergantung pada kecepatan elektron.
2 · Pengaturan
- Buka preset celah ganda elektron dan tekan Reset. Pemisahan celah = 100 nm, jarak layar = 50 cm.
- Aktifkan panjang gelombang de Broglie dan pembacaan jarak pita interferensi.
- Atur energi kinetik elektron untuk setiap percobaan dan catat jarak pinggiran interferensi pada layar.
3 · Kumpulkan Data
| Energi kinetik K (eV) | Panjang gelombang De Broglie λ (pm) | Jarak pinggiran y (cm) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 150.00 | ||
| 200.00 |
Plot jarak pita interferensi y (sumbu y) terhadap panjang gelombang λ (sumbu x) untuk ketiga percobaan Anda. Apakah garisnya lurus melalui titik asal?
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung λ = h/√(2m_eK), lalu spasi pinggiran y = λL/d menggunakan jarak layar L = 50 cm dan pemisahan celah d = 100 nm. Bandingkan keduanya dengan tabel.
- Jelaskan mengapa rumus pinggiran double-slit ini sama persis dengan yang digunakan untuk cahaya — setelah Anda menerima bahwa elektron memiliki panjang gelombang, pola interferensinya mengikuti matematika gelombang yang identik.
5 · Perluas
- Hebatnya, pola interferensi ini terbentuk bahkan ketika elektron ditembakkan melalui peralatan satu per satu, dengan jarak yang jauh di antara keduanya. Jelaskan mengapa hal ini mengesampingkan gagasan bahwa elektron hanya saling mengganggu satu sama lain, dan sebaliknya menyatakan bahwa setiap elektron 'mengganggu dirinya sendiri'.
- Jika Anda memasang detektor untuk menentukan celah mana yang benar-benar dilewati setiap elektron, pola interferensi akan hilang — Anda akan mendapatkan dua pita sederhana. Mengapa 'mengukur jalur mana' dapat menghancurkan gangguan gelombang secara mendasar?
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Panjang Gelombang De Broglie
Elektron dengan momentum p berperilaku sebagai gelombang dengan panjang gelombang λ = h/p = h/√(2mK) — panjang gelombang inilah yang kemudian menentukan pola interferensi. Sama seperti cahaya, dua sumber koheren yang terpisah sejauh d menghasilkan garis berjarak y = λL/d pada layar di jarak L; elektron yang lebih cepat (K lebih tinggi) memiliki λ lebih pendek sehingga garis-garisnya lebih rapat.
Fisika Modern
- Efek Fotolistrik: Ambang Batas Energi yang Tajam
- Efek Fotolistrik: Potensial penghenti
- Fotosel Asli: Fungsi Kerja Natrium
- Hamburan Compton: Pergeseran Panjang Gelombang pada 90°
- Hamburan Compton: Pergeseran Maksimum pada Hamburan Balik
- Hamburan Compton: Perbandingan Sudut Dangkal
- Seri Balmer: Garis Spektral Hidrogen yang Terlihat
- Seri Lyman: Garis Hidrogen Ultraviolet
- Seri Paschen: Garis Hidrogen Inframerah
- Peluruhan Radioaktif: Penanggalan Karbon-14
- Radioisotop Medis: Waktu Paruh Pendek Teknesium-99m
- Energi Ikat Nuklir: Model Tetesan Cairan
138 Lembar Kerja Laboratorium Fisika Gratis yang Bisa Dicetak