Interferens Dwicelah Elektron

1 · Ramal

Elektron ditembak satu demi satu melalui dua celah sempit membina corak interferens pada skrin, sepertimana gelombang cahaya. Adakah elektron lebih pantas (panjang gelombang de Broglie lebih pendek) menghasilkan jalur interferens lebih lebar atau lebih sempit?

• Jalur lebih sempit -- jarak jalur berkadar dengan panjang gelombang, dan elektron lebih pantas mempunyai panjang gelombang lebih pendek.
• Jalur lebih lebar bagi elektron lebih pantas.
• Jarak jalur tidak bergantung pada laju elektron.

2 · Susun

1. Buka praset dwicelah-elektron dan tekan Set semula. Pemisahan celah = 100 nm, jarak skrin = 50 cm.
2. Aktifkan bacaan panjang-gelombang-de-Broglie dan jarak-jalur.
3. Tetapkan tenaga kinetik elektron bagi setiap percubaan dan rekod jarak jalur interferens pada skrin.

3 · Kumpul Data

Plot jarak jalur y (paksi-y) melawan panjang gelombang λ (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah garisnya lurus melalui asal?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira λ = h/√(2m_eK), kemudian jarak jalur y = λL/d menggunakan jarak skrin L = 50 cm dan pemisahan celah d = 100 nm. Bandingkan kedua-duanya dengan jadual.
2. Terangkan mengapa ini formula jalur dwicelah yang tepat sama yang digunakan untuk cahaya -- setelah anda menerima bahawa elektron mempunyai panjang gelombang, corak interferens mereka mematuhi matematik gelombang yang serupa.

5 · Lanjutkan

1. Luar biasanya, corak interferens ini terbina walaupun ketika elektron ditembak melalui radas satu demi satu, dengan jurang panjang antara mereka. Terangkan mengapa ini menolak idea bahawa elektron sekadar berinterferens antara SESAMA MEREKA, dan sebaliknya mencadangkan setiap elektron entah bagaimana 'berinterferens dengan dirinya sendiri.'
2. Jika anda menyediakan satu pengesan untuk menentukan celah mana setiap elektron benar-benar melalui, corak interferens lenyap -- anda mendapat dua jalur ringkas sebagai ganti. Mengapa 'mengukur laluan mana' mungkin memusnahkan interferens gelombang secara asas?

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma