الیکٹرون دو شق مداخلت
1 · پیش گوئی
ایک ایک کر بھیجے الیکٹرون دو تنگ شقوں سے گزر کر پردے پر مداخلت نقشہ بناتے، روشنی لہروں جیسا۔ کیا تیز الیکٹرون (چھوٹی ڈی بروگلی طولِ موج) چوڑی یا تنگ مداخلت فرنج بناتا؟
- تنگ فرنج — فرنج فاصلہ طولِ موج کے متناسب، اور تیز الیکٹرون کی طولِ موج چھوٹی۔
- تیز الیکٹرون کے لیے چوڑی فرنج۔
- فرنج فاصلہ الیکٹرون رفتار پر منحصر نہیں۔
2 · تیاری
- electron-double-slit پری سیٹ کھولیں اور Reset دبائیں۔ شگاف فاصلہ = 100 nm اور اسکرین فاصلہ = 50 cm۔
- ڈی بروگلی طولِ موج اور فرنج فاصلہ پڑائتیں فعال کریں۔
- ہر آزمیش کے لیے الیکٹرون کی حرکی توانائی سیٹ کریں اور پردے پر مداخلت فرنج فاصلہ درج کریں۔
3 · ڈیٹا جمع کریں
| حرکی توانائی K (eV) | ڈی بروئی طول موج λ (pm) | فرینج فاصلہ y (cm) |
|---|---|---|
| 100.00 | ||
| 150.00 | ||
| 200.00 |
اپنی تین آزمایشوں کے لیے فرنج فاصلہ y (y محور) بمقابلہ طولِ موج λ (x محور) کھینچیں۔ کیا لکیر مبدأ سے سیدھی؟
4 · تجزیہ
- کسی ایک آزمایش کے لیے λ = h/√(2m_eK) اور پھر فرینج فاصلہ y = λL/d حساب کریں، اسکرین فاصلہ L = 50 cm اور شگاف فاصلہ d = 100 nm لے کر۔ دونوں کا جدول سے موازنہ کریں۔
- سمجھائیں کیوں یہ بالکل وہی دو شق فرنج فارمولہ ہے جو روشنی کے لیے — الیکٹرون کی طولِ موج مانتے ہی اس کا مداخلت نقشہ ایسی ہی لہری ریاضی مانتا ہے۔
5 · توسیع
- حیرت کی بات، یہ نقشہ تب بھی بنتا ہے جب الیکٹرون لمبے وقفوں سے ایک ایک کر بھیجے جائیں۔ سمجھائیں کیوں یہ اس خیال کو رد کرتا کہ الیکٹرون «آپس میں» مداخلت کرتے، اور بتاتا ہے ہر الیکٹرون کسی طرح «اپنے آپ سے» مداخلت کرتا۔
- اگر جانچ گر لگائیں کہ ہر الیکٹرون کس شق سے گزرا، مداخلت نقشہ غائب — دو سادہ پٹیاں ملتیں۔ کیوں «راستہ ناپنا» لہری مداخلت کو بنیادی طور پر تباہ کرتا؟
اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات
الیکٹران مداخلت فرینج فاصلہ
بالکل روشنی کی طرح، d فاصلے سے جدا دو منظم لہر ماخذ L فاصلے پر اسکرین پر y = λL/d فاصلے والے مداخلت فرینج بناتے ہیں۔ الیکٹران کے لیے λ وہی ڈی بروئی طول موج h/√(2mK) ہے؛ اس لیے تیز الیکٹران زیادہ بھینچے ہوئے فرینج بناتے ہیں۔