کم توانائی الیکٹرون: زیادہ نمایاں لہری فطرت

1 · پیش گوئی

آہستہ الیکٹرون کی ڈی بروگلی طولِ موج تیز سے لمبی۔ کیا اس کا مطلب آہستہ الیکٹرون کی لہری فطرت آزمایشی دیکھنا آسان یا مشکل؟

2 · تیاری

  1. آہستہ الیکٹرون لہر پری سیٹ کھولیں اور ری سیٹ دبائیں۔ یہ الیکٹرون الیکٹرون ڈی بروگلی تجربے سے کہیں سست۔
  2. ڈی بروگلی طولِ موج پڑائت فعال کریں۔
  3. ہر آزمیش کے لیے الیکٹرون کی (کم) حرکی توانائی سیٹ کریں اور ڈی بروگلی طولِ موج درج کریں۔

3 · ڈیٹا جمع کریں

حرکی توانائی K (eV)ڈی بروئی طول موج λ (pm)
5.00
10.00
20.00

اپنی تین آزمایشوں کے لیے طولِ موج λ (y محور) بمقابلہ 1/√K (x محور) کھینچیں۔ ان طولِ موجوں کا پیمانہ الیکٹرون ڈی بروگلی تجربے سے موازنہ کریں۔

4 · تجزیہ

  1. کسی ایک آزمایش کے لیے λ = h/√(2m_eK) حساب کریں، K کو 5-20 eV حد میں لے کر۔ جدول سے موازنہ کریں — غور کریں کہ یہ طول موجیں (سینکڑوں pm) زیادہ توانائی والے electron-de-broglie آزمایش کی طول موجوں سے لمبی ہیں۔
  2. λ = h/p استعمال کرتے ہوئے وضاحت کریں کہ حرکی توانائی کم کرنا (مومینٹم کم کرنا) ڈی بروئی طول موج ہمیشہ کیوں بڑھاتا ہے۔

5 · توسیع

  1. 1927 ڈیویسن جرمر تجربے نے آہستہ الیکٹرون (اس تجربے جیسی توانائیاں، دسیوں eV) نکل بلور سے بکھر کر پیش گوئی شدہ ڈی بروگلی طولِ موج سے بالکل ملتا انعراج نقشہ دیکھا — مادہ لہروں کی پہلی براہ راست تجربی تصدیق۔ سمجھائیں کیوں آہستہ الیکٹرون (بلور کی اٹمی جدائی جتنی طولِ موج والے) اس تجربے کا درست انتخاب تھے۔
  2. لیزر ٹھنڈک جیسی تکنیکیں اٹموں کو انتہائی کم حرکی توانائی تک سست کرتی، ڈی بروگلی طولِ موج اتنی بڑی کہ شاندار کوانٹم لہری اثر (جیسے بوز آئن سٹائن کثیف) دکھائی دیں۔ «زیادہ ٹھنڈا» سے «زیادہ لہرا» جوڑنے والا عمومی اصول سمجھائیں۔

اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات

کم توانائی پر ڈی بروگلی طولِ موج

چونکہ λ = h/√(2mK)، الیکٹران کی حرکی توانائی گھٹانا اس کی ڈی بروئی طول موج بڑھاتا ہے — آہستہ، ”ٹھنڈے“ ذروں میں سب سے واضح، آسانی سے دیکھنے قابل لہری رویہ ہوتا ہے۔

← تجربے پر واپس