Fisica moderna

Elettrone a doppia fenditura

Passa alla modalità doppia fenditura: le frange scalano con λ e la separazione delle fenditure.

Elettrone a doppia fenditura — simulazione interattiva (Fisica moderna). Passa alla modalità doppia fenditura: le frange scalano con λ e la separazione delle fenditure. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.

Interferenza di onde di materia

Passa alla modalità doppia fenditura: le frange scalano con λ e separazione.

Gli elettroni attraverso due fenditure producono interferenza come i fotoni, ma le lunghezze d'onda di de Broglie per elettroni da kilovolt sono picometri — i pattern sono fini. Il preset esagera la lunghezza d'onda su scala d'aula così che l'interfranga Δy = λL/d sia visibile quando cambia la separazione delle fenditure o l'energia.

• Δy = λL/d
• Dualismo onda-particella

Sintesi dell'indagine

Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio

La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.

Domanda guida

Elettroni sparati uno alla volta tra due fenditure strette costruiscono una figura d'interferenza, come le onde luminose. Un elettrone più veloce (λ minore) produce frange più larghe o più strette?

Previsioni da valutare

• Più strette: il passo è proporzionale a λ, e i veloci hanno λ minore.
• Più larghe per i veloci.
• Il passo non dipende dalla velocità.

Ruoli delle variabili

Cosa imposti tu:

• Energia cinetica K (eV)

Cosa misuri:

• λ di de Broglie (pm)
• Passo frange y (cm)

Come si svolge l'indagine

1. Apri il preset electron-double-slit e premi Reset. Separazione delle fenditure = 100 nm, distanza dello schermo = 50 cm.
2. Attiva le letture di λ e passo delle frange.
3. Imposta la KE per ogni prova e registra il passo sullo schermo.

Equazione che governa

Passo delle frange elettroniche — λ = h/p

Proprio come con la luce, due sorgenti d'onda coerenti separate di d producono frange di interferenza spaziate y = λL/d su uno schermo a distanza L. Per gli elettroni, λ è la lunghezza d'onda di de Broglie h/√(2mK): elettroni più veloci producono frange più ravvicinate.

Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti

• Per una prova, calcola λ = h/√(2m_eK), poi l'interfranga y = λL/d con distanza dello schermo L = 50 cm e separazione delle fenditure d = 100 nm. Confronta entrambi con la tabella.
• Spiega perché è esattamente la stessa formula delle frange della luce: accettato che gli elettroni hanno λ, la loro interferenza obbedisce alla stessa matematica ondulatoria.

Dove si ritrova fuori dal laboratorio

• La figura si costruisce anche sparando gli elettroni uno alla volta, con lunghi intervalli. Spiega perché questo esclude che interferiscano TRA LORO e suggerisce che ciascuno «interferisce con se stesso».
• Con un rivelatore che accerta da quale fenditura passa ciascun elettrone, la figura scompare — restano due bande semplici. Perché «misurare il percorso» distrugge l'interferenza?

• 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

1. Benvenuto alla doppia fenditura elettronica
2. Seleziona l'elettrone
3. Premi Play
4. Frange chiare e scure
5. Apri il pannello Proprietà
6. Ce l'hai fatta!

Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.

Apri laboratorio interattivo →

Scarica foglio di laboratorio →

Onde di materia di de Broglie