Interferenca elektronske dvojne reže

1 · Predvidi

Elektroni, izstreljeni eno naenkrat skozi dve ozki reži, zgradijo interferenčni vzorec na zaslonu, tako kot valovi svetlobe. Ali hitrejši elektron (krajša de Broglijeva valovna dolžina) proizvede širše ali ožje interferenčne proge?

• Ožje proge — razmak prog je sorazmeren z valovno dolžino, hitrejši elektroni pa imajo krajše valovne dolžine.
• Širše proge za hitrejše elektrone.
• Razmak prog ni odvisen od hitrosti elektronov.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev electron-double-slit in pritisni Ponastavi. Razmik rež = 100 nm, razdalja zaslona = 50 cm.
2. Omogoči odčitka de Broglijeve valovne dolžine in razmaka prog.
3. Nastavi kinetično energijo elektrona za vsak poskus in zabeleži razmak interferenčnih prog na zaslonu.

3 · Zberi podatke

Nariši razmak prog y (os y) proti valovni dolžini λ (os x) za svoje tri poskuse. Ali je črta ravna skozi izhodišče?

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj λ = h/√(2m_eK), nato razmak prog y = λL/d z razdaljo zaslona L = 50 cm in razmikom rež d = 100 nm. Primerjaj oba s tabelo.
2. Razloži, zakaj je to natanko ista formula razmaka prog dvojne reže, uporabljena za svetlobo — ko enkrat sprejmeš, da imajo elektroni valovno dolžino, njihov interferenčni vzorec uboga identično valovno matematiko.

5 · Razširi

1. Izjemno: ta interferenčni vzorec se gradi tudi, ko elektroni letijo skozi aparaturo eno naenkrat z dolgimi presledki med njimi. Razloži, zakaj to izključi idejo, da elektroni preprosto interferirajo MED SEBOJ, in namesto tega nakazuje, da vsak elektron nekako „interferira sam s sabo“.
2. Če bi postavil detektor, ki določi, skozi katero režo je vsak elektron dejansko šel, interferenčni vzorec izgine — dobiš dva preprosta pasova. Zakaj bi „merjenje, katera pot“ temeljno uničilo valovno interferenco?

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov