Электрондардың дифракциясы

Электрондардың дифракциясы / electron diffraction — бастапқы шоқтардан белгілі бір бұрышқа ауытқыған қосымша электрондардың шоғы пайда болатын, электрондардың кристалдардан немесе сұйықтар мен газ молекулаларынан серпімді шашырауы.
Жарықтың толқындық қасиетімен қатар корпускулдық қасиеті болатыны белгілі. Жарықтың таралу кезінде (интерференция, дифракция) толқындық қасиеті байқалады, ал жарық заттармен әрекеттескенде (фотоэффект, атомдардың жарықты жұтуы және шығаруы) корпускулдық қасиеті байқалады. Фотонның бөлшек (энергиясы Е мен импульсі Р) ретінде толқындық қасиеті (жиілігі ν мен толқын ұзындығы λ ) арасында келесі қатынастар бар
, , мұндағы h=6,63•10-34 Дж•c – Планк тұрақтысы.

Франсуз физигі Луи де Бройль в 1924 ж. толқындық қасиет пен корпускулдық қасиет тек жарыққа ғана тән емес, бұл қасиеттер материалдық денелер үшін де тән деген болжам айтты. Оның болжамы бойынша v жылдамдықпен қозғалған массасы m денеге толқын ұзындығы қатынсымен анықталатын толқындық процесс сәйкес келеді. Толқындық қасиеттер әсіресе массалары өте аз элементар бөлшектерде айқын байқалады. Үйткені олардағы толқын ұзындығы атомдардың кристалдық торының өлшемдеріне сәйкес болады. Бұл жағдайда бөлшектер шоғының кристалдық тормен әрекеттесуі кезінде дифракция құбылысы байқалады. Мысалы, энергиясы 150 эВ электронға λ≈10-10 м. Толқын ұзындығы сәйкес келеді. Бұл ұзындық атомаралық қашықтықтай. Сондықтан электрондар шоғы кристалда толқынға ұқсас шашырайды, яғни дифракция заңына сәйкес келеді. Электрондардың кристалда шашырауының моделі ретінде ой тәжірибесіндегі электрондардың бірөлшемді торда дифракциялануы деп қарастыруға болады. Толқындық көзқараста бұл ой тәжірибесі оптикадағы дифракциялық тордағы тәжірибеге толық эквивалентті. Фотопленкадағы дифракциялық сурет (электронограмма) кристалдық тордың үшөлшемді болатыны туралы ақпарат береді. Негізгі дифракциялық максимумдардың пайда болу орны тор формуласымен анықталады , мұндағы d – тор периоды, - угол дифракция бұрышы, m- бүтін сан (порядок дифракциялық максимумның рет саны), λ-де Бройль толқын ұзындығы. Диракциялық бұрыш аз жағдайда . Егер фотопластинканы тордан белгілі бір L қашықтықта ораластырсақ, онда пластинада ені жіңішке дифракциялық жолақтар көрінеді. Олардың орны (дифракция бұрышы аз жағдайда) формуласымен анықталады.
        
        Семей қаласындағы Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті
Тақырыбы:Электрондардың дифракциясы
Орындаған:Қалиханова Әсел
Семей 2015
Электрондардың дифракциясы / electron diffraction -- ... ... ... бір ... ... ... электрондардың шоғы пайда болатын, электрондардың кристалдардан немесе сұйықтар мен газ молекулаларынан серпімді шашырауы.
Жарықтың толқындық қасиетімен қатар корпускулдық ... ... ... ... ... ... ... дифракция) толқындық қасиеті байқалады, ал жарық заттармен әрекеттескенде (фотоэффект, атомдардың жарықты ... және ... ... ... байқалады. Фотонның бөлшек (энергиясы Е мен импульсі Р) ретінде толқындық қасиеті (жиілігі ν мен ... ... λ ) ... ... ... ... , ... h=6,63·10-34 Дж·c - Планк тұрақтысы.
Франсуз ... Луи де ... в 1924 ж. ... ... пен ... ... тек ... ғана тән емес, бұл қасиеттер материалдық денелер үшін де тән деген болжам айтты. Оның болжамы бойынша v ... ... ... m ... ... ... қатынсымен анықталатын толқындық процесс сәйкес келеді. Толқындық қасиеттер ... ... өте аз ... ... ... байқалады. Үйткені олардағы толқын ұзындығы атомдардың кристалдық торының өлшемдеріне ... ... Бұл ... ... ... кристалдық тормен әрекеттесуі кезінде дифракция құбылысы байқалады. Мысалы, энергиясы 150 эВ электронға ... м. ... ... ... келеді. Бұл ұзындық атомаралық қашықтықтай. Сондықтан электрондар шоғы кристалда толқынға ұқсас шашырайды, яғни ... ... ... ... Электрондардың кристалда шашырауының моделі ретінде ой тәжірибесіндегі электрондардың бірөлшемді торда дифракциялануы деп қарастыруға болады. Толқындық көзқараста бұл ой ... ... ... ... ... ... ... Фотопленкадағы дифракциялық сурет (электронограмма) кристалдық тордың үшөлшемді болатыны туралы ... ... ... ... ... ... болу орны тор формуласымен анықталады , мұндағы d - тор ... - угол ... ... m- бүтін сан (порядок дифракциялық максимумның рет саны), λ-де Бройль толқын ұзындығы. Диракциялық бұрыш аз жағдайда . Егер ... ... ... бір L ... ораластырсақ, онда пластинада ені жіңішке дифракциялық жолақтар көрінеді. Олардың орны (дифракция бұрышы аз жағдайда) формуласымен анықталады.
Кванттық физикада ... ... ... ... ... ... нүктелеріне түсу ықтималдығының таралуы ретінде қарастырылады. Әр электрон тормен толқын ретінде әрекетеседі (яғни тор элементтерінің бәрімен толық әрекеттеседі), ... ... ... ... ... ретінде көрініс табады.
Дифракциялық тәжірибенің нәтижесі бойынша, ядроның өлшемі 10-15 м -дей болса, 10-34 м ... ... көру ... емес ... ... Ал микроскопиялық денелерге өтетін болсақ, мәселе басқаша. Мысалы, жылдамдығы 106 м/с және массасы mэ=9,1∙10-31кг электрон үшін де-Бройль толқын ... м ... ... ... 1927ж ... ... электрондардың шашырауын бақылаған К. Дэвиссон мен Л. Джермердің тәжірибелерінде
(10.1-сурет) расталды.
1295403810Электрондық зеңбірек ... ... бір ... ... ... монокристалына тиіп және одан электрондар шоғы шашырайды. Шашыраған электрондарды қабылдаушы ретінде ... ... ... ... ... түскен электрондар саны цилиндрдің электр тізбегіндегі ток күшіне пропорционал болған. Классикалық физика тұрғысынан электрондар мүмкін болатын ... ... ... ... та ... -тан кіші бұрыштармен шашырауын бақылағанда, электр тізбегіндегі шашыраған электрондардың максимум саны (ток күшінің максимумы), энергиясы электронға ... тура ... ол 0,167 нм ... ... ұзындығына сәйкес келеді. Электрондардың шашырауы.
1295404445
Брэгга-Вульф шарты орындалған кездегі рентген сәулелерінің шашырауына ұқсас:
. (10.4)
Сонымен, Дэвиссон мен Джермер тәжірибелері де-Бройльдың электрондарының ... ... бар ... дәлелдеді. Кейінірек электрондардың толқындық қасиеті басқа да тәуелсіз тәжірибелермен дәлелденді. Де Бройль толқындарының кейбір қасиеттерін қарастырайық. Де Бройль ... ... ... ... Кез- ... толқынның фазалық жылдамдығы мынаған тең:
, (10.5)
мұндағы - ... ... оның ... -ға тең. ... кейін
, (10.6)
болғандықтан, де-Бройль толқынының фазалық жылдамдығы вакуумдағы жарық жылдамдығынан ... ... ... Де-Бройль толқынының топтық жылдамдығын мына формула бойынша есептейміз
. (10.7)
Еркін бөлшектер үшін , олай ... ... ... ... ... жылдамдығы бөлшектің өзінің жылдамдығына тең. Бұл де Бройль толқындары ерекше табиғатқа ие және оларды кеңістікте уақыт бойынша ... ... ... ретінде қарастыруға болмайтынына қажетті дәлелдеме болды. Топтық жылдамдық үшін өрнекті түрлендірейік
. (10.9)
Де-Бройль толқынының топтық жылдамдығы бөлшектің ... ... тең ... ... онда:
. (10.10)
Соңғы өрнекті интегралдап, мынаны аламыз:
. (10.11)
Соңғы теңдеу де-Бройль толқынына ... ... ... пен еркін бөлшектің энергиясының байланысын өрнектейді. Кристалдардағы ... ... ... ... ... ... ... басқа барлық бағыттарға қарағанда жеке бағыттарды электрондардың үлкен санының шашырайтындығы байқалады. Толқындық көзқарасынан қарағанда, кейбір бағыттарда электрондардың максимум санының болуы, бұл ... ... ... ... интенсивтігі бар екенін білдіреді. Толқын интенсивтігі тоқын амплитудасының квадратына пропорционал болатындығын есепке ала отырып, ... ... ... ықтималды талқылама беруге болады. Кеңістіктің берілген көлеміндегі де-Бройль толқынының амплитуда модулының квадраты , ... осы ... бар болу ... ... ... ... уақыт мезетінде тұрған бөлшектің ықтималдылығы орналасуын сипаттау үшін деп аталатын толқындық функция, ... ... ... ... пен ... ... енгізіледі. толқындық функциясының жеке өз бетінше физикалық мәні болмайды, тек толқындық функция ... ... мәні ... Оны ... ... анықтайық: көлем элементінде тұрған бөлшектің ықтималдығы толқындық ... ... ... ||[2] және ... ... ... ... яғни
. (10.12)
Ықтималдық тығыздығы
. (10.13)
Бұл өрнек кеңістіктің берілген dV көлемде бөлшектің бар болу ықтималдылығын анықтайды. Сондықтан толқындық функция модулінің квадраты, ...... ... комплексті түйіндес функциясы. Ол кеңістіктің берілген нүктесіндегі бөлшектің табылу ықтималдығын көрсетеді. Басқаша айтқанда ... ... ... ... ... ... бойынша толқындық функция келесі шартты қанағаттандыруы керек
, (10.14)
мұндағы үштік интеграл тен ке ... ... ... бойынша есептеледі. (10.14) өрнек бөлшектің шексіз кеңістіктегі қандай да бір элементар көлемде dV табылатындығын ... және оның ... ... тең шама ... ... (10.14) ... ... функцияның нормалау шарты немесе ықтималдықты нормалау шарты деп ... ... ... корпускулалы-толқындық екіжақтылығы және толқындық функцияның ықтималдылық мәні кеңістіктегі бөлшектің күйін анықтау микродүниедегі классикалық ... ... ... ... ... ... ... бізді жетелейді. Оптика бойынша оқылатын дәрістерде монохромат толқындар алу мүмкіндігін қарастыра отырып, электромагнитті толқындардың атомдармен сәулелену сипаттамасын ...

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 4 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Жарықтың дифракциясы10 бет
"резерфорд тәжірибелері. ритцтің комбинациялық принципі. бор-зоммерфольдтің квантталу ережелері. "12 бет
Байыту фабрикалар мен мыс қорыту зауыттарында спектрлік әдіспен өнімдердегі ренийді анықтау әдістемесін өңдеу51 бет
Кремний қос тотығының құрылымын аз бұрыштық шашырау және рентген құрылымдық анализ әдісімен анықтау38 бет
Мектеп физика курсында жарықтың ортамен және заттармен өзара әсерін оқытудың әдістемесі26 бет
Рентген сәулелері16 бет
Рентгенология.Құрылымдық кристаллографияның негіздері.21 бет
Спектралды тығыздайтын оптикалық мультиплексордың құрылысын есептеу туралы42 бет
Атом құрылысы9 бет
Атомның құрылысы. Резефорд тәжірибелері4 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь