實(shí)驗(yàn)三-電子衍射實(shí)驗(yàn)(已修改)
2025-04-29 00:34 本頁面
【正文】 實(shí)驗(yàn)三 電子衍射實(shí)驗(yàn)1924年法國物理學(xué)家德布羅意在愛因斯坦光子理論的啟示下，提出了一切微觀實(shí)物粒子都具有波粒二象性的假設(shè)。1927年戴維遜與革末用鎳晶體反射電子，成功地完成了電子衍射實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了電子的波動(dòng)性，并測得了電子的波長。兩個(gè)月后，英國的湯姆遜和雷德用高速電子穿透金屬薄膜的辦法直接獲得了電子衍射花紋，進(jìn)一步證明了德布羅意波的存在。1928年以后的實(shí)驗(yàn)還證實(shí)，不僅電子具有波動(dòng)性，一切實(shí)物粒子，如質(zhì)子、中子、粒子、原子、分子等都具有波動(dòng)性。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^拍攝電子穿透晶體薄膜時(shí)的衍射圖象，驗(yàn)證德布羅意公式，加深對(duì)電子的波粒二象性的認(rèn)識(shí)。了解電子衍射儀的結(jié)構(gòu)，掌握其使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器WDYV型電子衍射儀。三、實(shí)驗(yàn)原理 德布羅意假設(shè)和電子波的波長1924年德布羅意提出物質(zhì)波或稱德布羅意波的假說，即一切微觀粒子，也象光子一樣,具有波粒二象性，并把微觀實(shí)物粒子的動(dòng)量P與物質(zhì)波波長λ之間的關(guān)系表示為： (1)式中h為普朗克常數(shù)，m、v分別為粒子的質(zhì)量和速度，這就是德布羅意公式。對(duì)于一個(gè)靜止質(zhì)量為m0的電子，當(dāng)加速電壓在30kV時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)速度很大，已接近光速。由于電子速度的加大而引起的電子質(zhì)量的變化就不可忽略。根據(jù)狹義相對(duì)論的理論，電子的質(zhì)量為： （2）式中c是真空中的光速，將（2）式代入（1）式，即可得到電子波的波長： （3）在實(shí)驗(yàn)中，只要電子的能量由加速電壓所決定，則電子能量的增加就等于電場對(duì)電子所作的功，并利用相對(duì)論的動(dòng)能表達(dá)式： （4）從（4）式得到 （5）及 （6）將（5）式和（6）式代入（3）式得 （7）將e = ，h = S, m0 = kg ,c = (7)式得 197。 （8）圖1 相鄰晶面的電子波的程差 電子波的晶體衍射本實(shí)驗(yàn)采用湯姆遜方法，讓一束電子穿過無規(guī)則取向的多晶薄膜。電子入射到晶體上時(shí)各個(gè)晶粒對(duì)入射電子都有散射作用，這些散射波是相干的。對(duì)于給定
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