Ii тарау. Корпускулалық – толқындық дуализм 1 Жарық пен бөлшектердің корпускулалық – толқындық табиғаты. Луй – де – Бройль теңдеуі
§2.2 Девиссон және Джермер тәжірибелері
жүктеу/скачать 389,66 Kb.
|
| §2.2 Девиссон және Джермер тәжірибелері
Қарапайым бөлшектерге сәйкес келетін де Бройль толқынының ұзындығы өте қысқа. Ол көрінетін жарық толқын ұзындығынан мыңдаған есе кіші және ол бөлшек массасы артқан сайын кішерейе береді.Сондықтан монохроматты электрондар ағынындағы дифракция құбылысын бақылау үшін, саңылаудың өлшемі өте кіші болып, оның толқын ұзындығымен шамалас болатындай болуы керек. Электрондар ағыны үшін дифракциялық тордың рөлін кәдімгі кристалдағы атомдардың реттеліп орналасқан қабаттары атқарады. Осындай кристалдық тор бетінен шашыраған электрондар ағыны, толқын ұзындығына қарай немесе импульстеріне қарай әртүрлі бұрыштарға бұрылады. Монохроматты электрондар ағынындағы бөлшектердің бәрінің импульстері бір мәнге ие болса, онда олардың бәрі бірдей φ - бұрышқа бұрылуы керек еді. Шындығында ондай монохроматты электрондар шоғы кристалл бетінен шағылып, φ - бұрышының төңірегіндегі кішкене Δφ бұрышының ішінде жатады. Монохроматты электрондар шоғы тұрақты потенциалдар айырмасы арқылы үдетілсе, онда барлық электрондардың импульстері бірдей және тұрақты болу керек еді, бірақ ондай электрондардың импульстері, орта импульс төңірегіндегі аралықта жататыны белгілі болады. Олай болса бір ғана жазық монохромат толқын, нүкте төңірегіне шоғырландыруға болмайды. Сондықтан ондай электронның толқындық функциясын, бір ғана жазық монохромат толқын арқылы сипаттауға келмейді. Бөлшектердің толқындық қасиеттерін тәжірибелер арқылы анық байқаған американ физиктері К. Девиссон (1881 – 1958жж.) мен Л. Джермер (1896 – 1971жж.) болатын. Бұл тәжірибелерден кристалдан шашыраған электрондардың дифракциясы байқалған. 2.2-сурет Электрондық – сәулелік түтік (А) жәрдемімен алынған моноэнергиялы электрондардың параллель шоғы никель кристалына (К) бағытталады. Электрондар кристалға түсіп шағылады. Шағылған электрондар қабылдағыш, гальванометр қосылған коллектор (Ф) көмегімен тіркеледі. Қабылдағышты электрондар шоғына қатысты кез келген θ - бұрышқабұруға болады. Кристалл бетінен шағылған е׳ электрондарды, Фарадей цилиндріне (Ф) жалғанған сезімтал гальванометр арқылы тіркейді (2.2-суретте көрсетілген). Фарадей цилиндрін бағыттаушы R арқылы шеңбер бойымен орын ауыстырып, үлкен бұрыштағы шағылған электрондардың бағыттарын анықтай алады. Сонымен қатар әртүрлі бағыттағы шағылған электрондардың интенсивтілігінде ( ) бақылай алады. Осы қондырғы арқылы электрон жылдамдығын, F және A арасындағы үдетуші потенциалдар айырымы ( ) арқылы оңай анықтауға болады. (2.2.1) бұдан де Бройль толқынның ұзындығын табуға болады: Егер үдетуші потенциал өте үлкен болса, электронның жылдамдығы да өте үлкен, онда массасы артады да кинетикалық энергиясы (2.2.2) Сонда шағылған электрондар беретін ток күші қабылдағыштың орнының өзгеруіне және электрондардың жылдамдығының өзгеруіне байланысты өлшеп, әртүрлі бағыттарда шағылған электрондардың интенсивтігі жөнінде қорытынды жасауға болады. Сонымен электрондардың кристалл бетінен шағылуы, рентген сәулелерінің кристалдан шағылуына ұқсастығын көруге болады. Вульф – Брэггтер бойынша (2.2.3) мұндағы d-кристалдардағы атомдық жазықтықтардың арақашықтығы, -сәуленің толқын ұзындығы, n-түскен сәулелердің максимумдарының реті. (2.2.3) формулаға негізінде екі түрлі тәжірибе жүргізуге болады. 1. Кристалға толқын ұзындығы нақты сәулелер бағытталады. Кристалды бұру арқылы (n=1,2,… мәндері) оған сәйкес шағылу байқалады да, оның сырғу бұрыштары болады. Осыдан 1,2,... реттік максимумдары алынады. 2. -бұрышты үздіксізөзгерте отырып, шағылған жарықтың толқын ұзындығын анықтауға болады. (2.2.4) Осы орындалатын жағдайларда ғана, шағылу байқалатынын тағайындауға болады, яғни және т.б. жүктеу/скачать 389,66 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|