Fizică modernă
Fantă dublă cu electroni
Trece la modul fantă dublă — franjele scalează cu λ și depărtarea fantelor.
Fantă dublă cu electroni — simulație interactivă de Fizică modernă. Trece la modul fantă dublă — franjele scalează cu λ și depărtarea fantelor. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Interferență de unde de materie
Trece la modul fantă dublă — franjele scalează cu λ și depărtarea fantelor.
Electronii prin două fante produc interferență ca fotonii, dar lungimile de undă de Broglie ale electronilor de kilovolți sunt de picometri — tiparele sunt fine. Presetarea exagerează lungimea de undă la scară de clasă, astfel încât depărtarea franjelor Δy = λL/d să fie vizibilă când se schimbă depărtarea fantelor sau energia.
- Δy = λL/d
- Dualitate undă–particulă
Rezumat de investigație
Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul
Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.
Întrebare-ghid
Electronii trimiși unul câte unul prin două fante înguste construiesc un tipar de interferență pe un ecran, exact cum fac undele de lumină. Produce un electron mai rapid (lungime de undă de Broglie mai scurtă) franje mai late sau mai înguste?
Predicții de cântărit
- Franje mai înguste — depărtarea franjelor este proporțională cu lungimea de undă, iar electronii mai rapizi au lungimi de undă mai scurte.
- Franje mai late pentru electronii mai rapizi.
- Depărtarea franjelor nu depinde de viteza electronului.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Energia cinetică K (eV)
Ce măsori:
- Lungimea de undă de Broglie λ (pm)
- Depărtarea franjelor y (cm)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea electron-double-slit și apasă Resetează. Depărtarea fantelor = 100 nm, distanța ecranului = 50 cm.
- Activează citirile lungimii de undă de Broglie și depărtării franjelor.
- Setează energia cinetică a electronului pentru fiecare încercare și înregistrează depărtarea franjelor de interferență pe ecran.
Ecuația guvernantă
Depărtarea franjelor de interferență ale electronilor — λ = h/p
Ca și la lumină, două surse ondulatorii coerente separateate de distanța d produc franje de interferență depărtate cu y = λL/d pe un ecran la distanța L. Pentru electroni, λ este lungimea de undă de Broglie h/√(2mK), deci electronii mai rapizi produc franje mai strâns depărtate.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru o încercare, calculează λ = h/√(2m_eK), apoi depărtarea franjelor y = λL/d folosind distanța ecranului L = 50 cm și depărtarea fantelor d = 100 nm. Compară ambele cu tabelul.
- Explică de ce aceasta este exact aceeași formulă a franjelor de fantă dublă folosită pentru lumină — odată ce accepți că electronii au o lungime de undă, tiparul lor de interferență ascultă de o matematică ondulatorie identică.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Remarcabil, acest tipar de interferență se construiește chiar și când electronii sunt trimiși prin aparat unul câte unul, cu pauze lungi între ei. Explică de ce asta exclude ideea că electronii interferă pur și simplu UNII CU ALȚII și sugerează în schimb că fiecare electron „interferă cu el însuși” cumva.
- Dacă ai monta un detector pentru a determina prin ce fantă a trecut de fapt fiecare electron, tiparul de interferență dispare — primești două benzi simple în loc. De ce ar putea „măsurarea căii” distruge fundamental interferența ondulatorie?
- 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
- Bine ai venit la Fantă dublă cu electroni
- Selectează electronul
- Apasă Pornește
- Franje luminoase și întunecate
- Deschide panoul Proprietăți
- Ai reușit!
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →