Elektronų dvigubo plyšio interferencija

1 · Spėk

Elektronai, šaudomi po vieną per du siaurus plyšius, kaupia interferencinį raštą ekrane, kaip tai daro šviesos bangos. Ar greitesnis elektronas (trumpesnis de Broilio bangos ilgis) gamina platesnes ar siauresnes interferencines juostas?

• Siauresnes — juostų tarpas proporcingas bangos ilgiui, o greitesni elektronai turi trumpesnius bangos ilgius.
• Platesnes juostas greitesniems elektronams.
• Juostų tarpas nepriklauso nuo elektrono greičio.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Elektronų dvigubo plyšio interferencija“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Plyšių tarpas = 100 nm, ekrano atstumas = 50 cm.
2. Įjunk de Broilio bangos ilgio ir juostų tarpo rodmenis.
3. Nustatyk elektrono kinetinę energiją kiekvienam bandymui ir užsirašyk interferencijos juostų tarpą ekrane.

3 · Rink duomenis

Braišyk juostų tarpą y (y ašis) prieš bangos ilgį λ (x ašis) savo trims bandymams. Ar linija tiesė pro pradžią?

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok λ = h/√(2m_eK), tada juostų tarpą y = λL/d naudodamas ekrano atstumą L = 50 cm ir plyšių tarpą d = 100 nm. Palygink abu su lentele.
2. Paaiškink, kodėl tai tiksliai ta pati dvigubo plyšio juostų formulė, naudojama šviesai — vos priimi, kad elektronai turi bangos ilgį, jų interferencinis raštas paklūsta identiškai bangų matematikai.

5 · Išplėsk

1. Nuostabu, bet šis interferencinis raštas kaupiasi net kai elektronai šaunami per aparatą po vieną, su ilgomis pertraukomis. Paaiškink, kodėl tai atminta idėją, kad elektronai tiesiog interferuoja VIENAS SU KITU, ir vietoj to rodo, kad kiekvienas elektronas kažkaip „interferuoja pats su savimi“.
2. Jei pastatytum detektorių, kad nustatytum, pro kurį plyšį kiekvienas elektronas iš tikrųjų praėjo, interferencinis raštas dingsta — vietoj to gauni dvi paprastas juostas. Kodėl „kelio, kuriuo nuėjo, matavimas“ fundamentaliai sunaikina bangų interferenciją?

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai