Elektron Çift Yarık Girişimi

1 · Tahmin Et

İki dar yarıktan birer birer ateşlenen elektronlar, tıpkı ışık dalgalarının yaptığı gibi, ekranda bir girişim deseni oluşturuyor. Daha hızlı bir elektron (daha kısa de Broglie dalga boyu) daha geniş veya daha dar girişim saçakları üretir mi?

2 · Kurulum

  1. Elektron çift yarık ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Yarık ayrımı = 100 nm, ekran mesafesi = 50 cm.
  2. De Broglie dalga boyunu ve saçak aralığı okumalarını etkinleştirin.
  3. Her deneme için elektronun kinetik enerjisini ayarlayın ve girişim saçak aralığını ekrana kaydedin.

3 · Veri Toplayın

Kinetik enerji K (eV)De Broglie dalga boyu λ (pm)Saçak aralığı y (cm)
100.00
150.00
200.00

Üç deneyiniz için saçak aralığı y'yi (y ekseni) dalga boyu λ'ya (x ekseni) göre çizin. Çizgi orijinden geçen düz bir çizgi mi?

4 · Analiz et

  1. Bir deneme için, L = 50 cm ekran mesafesini ve yarık ayırma d = 100 nm'yi kullanarak λ = h/√(2m_eK),'yi, ardından saçak aralığını y = λL/d'yi hesaplayın. Her ikisini de tabloyla karşılaştırın.
  2. Bunun neden ışık için kullanılan double-slit saçak formülünün aynısı olduğunu açıklayın; elektronların bir dalga boyuna sahip olduğunu kabul ettiğinizde girişim desenleri aynı dalga matematiğine uyar.

5 · Uzat

  1. Dikkat çekici bir şekilde, bu girişim deseni, elektronlar aygıttan birer birer, aralarında uzun boşluklar olacak şekilde ateşlendiğinde bile oluşuyor. Bunun, elektronların basitçe BİRBİRLERİNE müdahale ettiği fikrini neden dışladığını ve bunun yerine her elektronun bir şekilde 'kendisine müdahale ettiğini' öne sürdüğünü açıklayın.
  2. Her elektronun gerçekte hangi yarıktan geçtiğini belirlemek için bir detektör kurarsanız, girişim deseni ortadan kalkar; bunun yerine iki basit bant elde edersiniz. 'Hangi yolu ölçmek' neden dalga girişimini temelden yok edebilir?

Bu Deneyin Arkasındaki Fizik

De Broglie Dalga Boyu

p momentumlu bir elektron, λ = h/p = h/√(2mK) dalga boyuna sahip bir dalga gibi davranır — girişim örüntüsünü daha sonra belirleyen dalga boyu budur. Işıktaki gibi, d mesafesiyle ayrılmış iki tutarlı kaynak, L mesafesindeki ekranda y = λL/d aralıklı saçaklar üretir; daha hızlı (daha yüksek K) bir elektronun λ'sı daha kısadır ve saçakları daha sık aralıklıdır.

← Deneye geri dön

Modern Fizik

138 Ücretsiz Yazdırılabilir Fizik Laboratuvarı Çalışma Kağıdı