நவீன இயற்பியல்
எலக்ட்ரான் இரு-திறப்பு
இரு-திறப்பு முறைக்கு மாற்றுங்கள் — விளிம்புகள் λ மற்றும் திறப்பு இடைவெளியுடன் அளவு மாறும்.
எலக்ட்ரான் இரு-திறப்பு — ஊடாடும் நவீன இயற்பியல் உருவகம். இரு-திறப்பு முறைக்கு மாற்றுங்கள் — விளிம்புகள் λ மற்றும் திறப்பு இடைவெளியுடன் அளவு மாறும். நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.
பொருள்-அலை குறுக்கீடு
இரு-திறப்பு முறைக்கு மாற்றுங்கள் — விளிம்புகள் λ மற்றும் திறப்பு இடைவெளியுடன் அளவுகோலமாகும்.
இரு திறப்புகள் வழியாகச் செல்லும் எலக்ட்ரான்கள், ஃபோட்டான்களைப் போலவே குறுக்கிடுகின்றன, ஆனால் கிலோவோல்ட் எலக்ட்ரான்களின் டி ப்ராக்லி அலைநீளங்கள் பைக்கோமீட்டர்கள்—வடிவங்கள் மிக நுணுக்கமானவை. இந்த முன்னமைப்பு, திறப்பு இடைவெளி அல்லது ஆற்றல் மாறும்போது விளிம்பு இடைவெளி Δy = λL/d தெரியும்படி, வகுப்பறை அளவில் அலைநீளத்தை மிகைப்படுத்துகிறது.
- Δy = λL/d
- அலை–துகள் இருமை
ஆய்வுச் சுருக்கம்
ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்
சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.
இயக்கும் கேள்வி
இரண்டு குறுகிய திறப்புகள் வழியாக ஒரு நேரத்தில் ஒன்றாக சுடப்படும் எலக்ட்ரான்கள், ஒளி அலைகள் செய்வது போலவே திரையில் ஒரு குறுக்கீடு வடிவத்தை உருவாக்குகின்றன. வேகமான எலக்ட்ரான் (குறுகிய டி ப்ராக்லி அலைநீளம்) அகலமானவா அல்லது குறுகியவா குறுக்கீடு வரிகளை உருவாக்கும்?
நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்
- குறுகிய வரிகள் — வரி இடைவெளி அலைநீளத்திற்கு விகிதாச்சாரமாகும், வேகமான எலக்ட்ரான்களுக்கு குறுகிய அலைநீளங்கள் உள்ளன.
- வேகமான எலக்ட்ரான்களுக்கு அகலமான வரிகள்.
- வரி இடைவெளி எலக்ட்ரான் வேகத்தை சார்ந்திருக்காது.
மாறிகளின் பாத்திரங்கள்
நீங்கள் அமைப்பவை:
- இயக்க ஆற்றல் K (eV)
நீங்கள் அளப்பவை:
- டி ப்ராக்லி அலைநீளம் λ (pm)
- வரி இடைவெளி y (cm)
விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது
- electron-double-slit முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். திறப்பு பிரிப்பு = 100 nm, திரை தூரம் = 50 cm.
- டி ப்ராக்லி அலைநீளம் மற்றும் வரி-இடைவெளி வாசிப்புகளை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றலை அமைத்து, திரையில் உள்ள குறுக்கீடு வரி இடைவெளியைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
ஆளும் சமன்பாடு
டி ப்ராக்லி அலைநீளம் — λ = h/p
உந்தம் p கொண்ட ஒரு எலக்ட்ரான், λ = h/p = h/√(2mK) அலைநீளம் கொண்ட ஒரு அலையாக நடக்கிறது — குறுக்கீடு வடிவத்தை நிர்ணயிக்கும் அலைநீளம் இதுவே. ஒளியுடன் சேர்த்து, d தூரம் பிரிக்கப்பட்ட இரண்டு கூடிய மூலங்கள், L தூரத்தில் உள்ள திரையில் y = λL/d இடைவெளியில் வரிகளை உருவாக்குகின்றன; வேகமான (உயர்-K) எலக்ட்ரானுக்கு குறுகிய λ உள்ளது, எனவே அதிக இறுக்கமாக இடம்பெற்ற வரிகள்.
அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது
- ஒரு முயற்சிக்கு, λ = h/√(2m_eK) கணக்கிட்டு, பின்னர் திரை தூரம் L = 50 cm மற்றும் திறப்பு பிரிப்பு d = 100 nm பயன்படுத்தி வரி இடைவெளி y = λL/d கணக்கிடுங்கள். இரண்டையும் அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- இது ஒளிக்குப் பயன்படுத்தப்படும் சரியாக அதே இரு-திறப்பு வரி சூத்திரம் ஏன் — எலக்ட்ரான்களுக்கு அலைநீளம் உண்டு என்பதை ஒருமுறை ஏற்றுக்கொண்டால், அவற்றின் குறுக்கீடு வடிவம் ஒரே மாதிரியான அலை கணிதத்தைப் பின்பற்றுகிறது — என்று விளக்குங்கள்.
ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது
- குறிப்பிடத்தக்க வகையில், எலக்ட்ரான்கள் ஒரு நேரத்தில் ஒன்றாக, நீண்ட இடைவெளிகளுடன் சாதனம் வழியாக சுடப்படும்போதும் இந்த குறுக்கீடு வடிவம் உருவாகிறது. இது எலக்ட்ரான்கள் ஒன்றுக்கொன்று குறுக்கீடு உருவாக்குகின்றன என்ற யோசனையை ஏன் நிராகரிக்கிறது, மாறாக ஒவ்வொரு எலக்ட்ரானும் ஏதோ வகையில் 'தன்னுடனேயே குறுக்கீடு உருவாக்குகிறது' என்று கூறுகிறது.
- ஒவ்வொரு எலக்ட்ரானும் உண்மையில் எந்த திறப்பு வழியாக சென்றது என்பதைத் தீர்மானிக்க ஒரு கண்டறியாளரை அமைத்தால், குறுக்கீடு வடிவம் மறைந்துவிடும் — அதற்கு பதிலாக இரண்டு எளிய பட்டைகளைப் பெறுவீர்கள். 'எந்தப் பாதை' என்பதை அளப்பது அலை குறுக்கீட்டை ஏன் அடிப்படை ரீதியாக அழிக்கலாம்?
- 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
- எலக்ட்ரான் இரு-திறப்புக்கு வருக
- எலக்ட்ரானைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
- இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
- ஒளிர் மற்றும் இருண்ட விளிம்புகள்
- பண்புகள் பேனலைத் திறங்கள்
- செய்துவிட்டீர்கள்!
காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.