Difraksi elektron dan panjang gelombang de Broglie – tabung difraksi, celah ganda, mikroskop elektron
FisikaFisika kuantum dan intiUsia 17–18
Memuat…
Masuk untuk memainkanTabung difraksi elektron dengan lapisan grafit: ubah tegangan pemercepat V dan amati cincin pada layar fluoresens mengecil saat V naik, ukur diameternya dengan pengukur cincin, isi tabel, buat grafik D terhadap 1/√V, lalu hitung panjang gelombang λ = h/√(2meV) dan jarak antarbidang atom d. Bandingkan dengan cincin dari sinar-X yang panjang gelombangnya sama dan dekatkan magnet ke tabung. Layar Celah ganda mengirim elektron satu per satu hingga terbentuk pola interferensi; layar Mikroskop membandingkan daya pisah mikroskop cahaya dan mikroskop elektron transmisi.
Pelajaran: Dualisme gelombang-partikel: panjang gelombang de Broglie, difraksi elektron, interferensi elektron pada celah ganda, mikroskop elektron
Yang ditunjukkan
De Broglie mengusulkan bahwa setiap partikel memiliki panjang gelombang λ = h/p. Elektron yang dipercepat oleh tegangan V memiliki momentum p = √(2meV), sehingga λ = h/√(2meV), beberapa pikometer untuk beberapa kilovolt. Lapisan tipis grafit polikristal berperan seperti kisi difraksi: pemantulan Bragg 2d sinθ = λ pada dua kelompok bidang atom membelokkan elektron menjadi kerucut yang membentuk dua cincin di layar. Menaikkan V memperpendek λ dan mengecilkan cincin. Elektron yang dikirim satu per satu melalui celah ganda tiba sebagai partikel, tetapi membentuk pola gelombang.
Cara menggunakan
Di tab Tabung difraksi, atur Tegangan V, seret pada layar atau gunakan Pengukur cincin D agar lingkaran putus-putus tepat pada sebuah cincin, pilih Cincin diukur, lalu klik Catat. Ulangi pada beberapa tegangan dan baca d dari garis lurus yang dicocokkan. Coba Bandingkan dengan sinar-X dengan Panjang gelombang sama, dan Dekatkan magnet. Di tab Celah ganda ubah Celah, Jarak celah d, dan Laju emisi; di tab Mikroskop, Tegangan TEM.
Parameter yang dapat diubah
- Layar Tabung difraksi elektron, Elektron melalui celah ganda, Mikroskop elektron
- Tegangan pemercepat V (tabung difraksi) 1,5–5 kV
- Tampilkan kisi grafit
- Dekatkan magnet ke tabung
- Bandingkan dengan sinar-X
- Energi foton sinar-X 20–120 keV
- Tegangan pemercepat V (celah ganda) 10–100 kV
- Jarak antarcelah d 0,5–4 µm
- Celah Kedua celah terbuka, Satu celah ditutup, Detektor celah
- Laju emisi elektron Lambat (satu per satu), Sedang, Cepat
- Tampilkan sebaran yang diramalkan
- Tegangan pemercepat mikroskop elektron 10–300 kV
- Panjang gelombang cahaya pada mikroskop cahaya 400–700 nm
Pertanyaan untuk dijelajahi
- Mengapa cincin mengecil saat tegangan pemercepat dinaikkan?
- Mengapa magnet menggeser cincin elektron tetapi tidak menggeser cincin sinar-X?
- Mengapa pola terang-gelap hilang saat detektor menunjukkan celah yang dilewati setiap elektron?
