Vật lý hiện đại
Khe đôi electron
Chuyển sang chế độ khe đôi — các vân tỷ lệ theo λ và khoảng cách khe.
Khe đôi electron — mô phỏng Vật lý hiện đại tương tác. Chuyển sang chế độ khe đôi — các vân tỷ lệ theo λ và khoảng cách khe. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.
Giao thoa sóng vật chất
Chuyển sang chế độ khe kép — các vân tỷ lệ với λ và khoảng cách khe.
Electron qua hai khe tạo giao thoa như photon, nhưng bước sóng de Broglie của electron kilovolt là picomet — mẫu rất mịn. Ön ayar này phóng đại bước sóng theo tỷ lệ lớp học để khoảng cách vân Δy = λL/d hiển thị rõ khi khoảng cách khe hoặc năng lượng thay đổi.
- Δy = λL/d
- Lưỡng tính sóng-hạt
Tóm tắt điều tra
Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm
Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.
Câu hỏi lái xe
Các electron bắn lần lượt qua hai khe hẹp tạo nên hình ảnh giao thoa trên màn hình, giống như sóng ánh sáng. Liệu một electron nhanh hơn (bước sóng de Broglie ngắn hơn) tạo ra các vân giao thoa rộng hơn hay hẹp hơn?
Dự đoán cân nặng
- Các vân hẹp hơn - khoảng cách vân tỷ lệ thuận với bước sóng và các electron nhanh hơn có bước sóng ngắn hơn.
- Rìa rộng hơn cho các electron nhanh hơn.
- Khoảng cách giữa các rìa không phụ thuộc vào tốc độ electron.
Vai trò thay đổi
Những gì bạn đặt:
- Động năng K (eV)
Những gì bạn đo lường:
- Bước sóng De Broglie λ (pm)
- Khoảng cách lề y (cm)
Cuộc điều tra diễn ra như thế nào
- Mở cài đặt sẵn khe đôi điện tử và nhấn Reset. Khoảng cách khe = 100 nm, khoảng cách màn chắn = 50 cm.
- Kích hoạt tính năng đo bước sóng de Broglie và khoảng cách rìa.
- Đặt động năng của electron cho mỗi lần thử và ghi lại khoảng cách vân giao thoa trên màn.
phương trình điều khiển
Khoảng cách rìa giao thoa điện tử — λ = h/p
Cũng giống như ánh sáng, hai nguồn sóng kết hợp cách nhau một khoảng d tạo ra các vân giao thoa cách nhau y = λL/d trên màn hứng ở khoảng cách L. Đối với các electron, λ là bước sóng de Broglie h/√(2mK), do đó các electron nhanh hơn tạo ra các vân có khoảng cách chặt chẽ hơn.
Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì
- Đối với một lần thử, hãy tính λ = h/√(2m_eK), sau đó khoảng cách vân y = λL/d sử dụng khoảng cách màn L = 50 cm và khoảng cách khe d = 100 nm. So sánh cả hai với bảng.
- Giải thích tại sao đây lại giống hệt công thức vân hai khe được sử dụng cho ánh sáng - một khi bạn chấp nhận rằng các electron có bước sóng, hệ vân giao thoa của chúng tuân theo toán học sóng giống hệt nhau.
Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm
- Đáng chú ý, kiểu giao thoa này hình thành ngay cả khi các electron lần lượt được bắn qua thiết bị, với những khoảng trống dài giữa chúng. Giải thích tại sao điều này loại trừ ý tưởng cho rằng các electron chỉ đơn giản là giao thoa với MỖI LÁC, và thay vào đó gợi ý rằng mỗi electron bằng cách nào đó 'giao thoa với chính nó'.
- Nếu bạn thiết lập một máy dò để xác định khe nào mỗi electron thực sự đi qua, thì kiểu giao thoa sẽ biến mất - thay vào đó bạn nhận được hai dải đơn giản. Tại sao việc 'đo đường đi' về cơ bản có thể phá hủy sự giao thoa sóng?
- 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
- Chào mừng đến khe kép với electron
- Chọn electron
- Nhấn Phát
- Vân sáng và tối
- Mở Trình kiểm tra
- Hoàn thành!
Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.
Mở phòng thí nghiệm tương tác →