आधुनिक भौतिकशास्त्र
इलेक्ट्रॉन द्वि-छिद्र
द्वि-छिद्र पद्धतीत जा — पट्ट्या λ व छिद्र-अंतरानुसार बदलतात.
इलेक्ट्रॉन द्वि-छिद्र — संवादी आधुनिक भौतिकशास्त्र सिम्युलेशन. द्वि-छिद्र पद्धतीत जा — पट्ट्या λ व छिद्र-अंतरानुसार बदलतात. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
द्रव्य-तरंग व्यतिकरण
द्वि-छिद्र पद्धतीत जा — पट्ट्या λ व छिद्र-अंतरानुसार बदलतात.
दोन छिद्रांतून इलेक्ट्रॉन फोटॉनांसारखे व्यतिकरण देतात, पण किलोव्होल्ट इलेक्ट्रॉनांच्या द ब्रॉग्ली तरंगलांब्या पिकोमीटर-आकाराच्या — आकृत्या बारीक. प्रीसेट तरंगलांबी वर्ग-कक्षेच्या मोजपट्टीवर दाखवते म्हणून छिद्र-अंतर किंवा ऊर्जा बदलताना पट्टी-अंतर Δy = λL/d दिसते.
- Δy = λL/d
- तरंग-कण द्वैत
अन्वेषण सारांश
प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा
सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.
मार्गदर्शक प्रश्न
दोन अरुंद छिद्रांतून एकावेळी एक-एक फेकले जाणारे इलेक्ट्रॉन पडद्यावर प्रकाश-तरंगांप्रमाणेच व्यतिकरण-आकृती उभारतात. जलद इलेक्ट्रॉन (लहान द ब्रॉग्ली तरंगलांबी) रुंद की अरुंद व्यतिकरण-पट्ट्या तयार करतो?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- अरुंद पट्ट्या — पट्टी-अंतर तरंगलांबीच्या प्रमाणात, व जलद इलेक्ट्रॉनांच्या तरंगलांब्या लहान.
- जलद इलेक्ट्रॉनांसाठी रुंद पट्ट्या.
- पट्टी-अंतर इलेक्ट्रॉन-चालीवर अवलंबूण नाही.
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- गतिज ऊर्जा K (eV)
तुम्ही काय मापता:
- द ब्रॉग्ली तरंगलांबी λ (pm)
- पट्टी-अंतर y (cm)
तपासणी कशी चालते
- इलेक्ट्रॉन-डबल-स्लिट प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. छिद्र-अंतर = 100 nm, पडदा-अंतर = 50 cm.
- द ब्रॉग्ली तरंगलांबी व पट्टी-अंतर वाचने सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी इलेक्ट्रॉनाची गतिज ऊर्जा निश्चित करा व पडद्यावरील व्यतिकरण पट्टी-अंतर नोंदवा.
मूलभूत समीकरण
द ब्रॉग्ली तरंगलांबी — λ = h/p
संवेग p असलेला इलेक्ट्रॉन λ = h/p = h/√(2mK) तरंगलांबीसह तरंगासारखा वागतो — हीच तरंगलांबी व्यतिकरण-आकृती ठरवते. प्रकाशाप्रमाणेच, d अंतरावर वेगळ्या दोन सुसंगत स्रोतांपासून L अंतरावरील पडद्यावर y = λL/d अंतराच्या पट्ट्या मिळतात; जलद (जास्त-K) इलेक्ट्रॉनाची λ लहान असते म्हणून पट्ट्या जास्त दाट.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- एका फेरीसाठी λ = h/√(2m_eK) काढा, मग पडदा-अंतर L = 50 cm व छिद्र-अंतर d = 100 nm सह पट्टी-अंतर y = λL/d. दोन्ही तक्त्याशी तुलना करा.
- हे प्रकाशासाठी वापरले जाणारे नेमके तेच द्वि-छिद्र पट्टी-सूत्र का आहे ते स्पष्ट करा — इलेक्ट्रॉनांना तरंगलांबी आहे हे मानल्यावर त्यांची व्यतिकरण-आकृती तितकीच तरंग-गणित पाळते.
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- अचंभित करणारी गोष्ट: इलेक्ट्रॉन एकावेळी एकटा, मोठ्या कालांतरांनी फेकले जात असतानाही ही व्यतिकरण-आकृती उभी राहते. यावरून इलेक्ट्रॉन एकमेकांशी व्यतिकृत होत असल्याची कल्पना का बाद पडते, व उलट प्रत्येक इलेक्ट्रॉन कसा 'स्वतःशीच व्यतिकृत' होतो असे सुचवते ते स्पष्ट करा.
- प्रत्येक इलेक्ट्रॉन खरेतर कोणत्या छिद्रातून गेला हे ठरवण्यासाठी शोधक बसवल्यास, व्यतिकरण-आकृती गायब होते — उलट दोन साध्या पट्ट्या मिळतात. 'कोणता मार्ग' मोजणे तरंग-व्यतिकरण मूलतः का नष्ट करू शकते?'
- 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
- इलेक्ट्रॉन द्वि-छिद्रामध्ये स्वागत आहे
- इलेक्ट्रॉन निवडा
- प्ले दाबा
- तेजस्वी व गडद पट्ट्या
- गुणधर्म पॅनेल उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.