23. Анализ графика зависимости количества отражающихся от монокристалла электронов от их скорости движения.

График выражает зависимость количества отражающихся от кристалла электронов от их скорости и количества движения(импульса), при этом кривая представляет собой совокупность резких минимумов и максимумов, расположенных примерно на одинаковых расстояниях. Следовательно, от монокристалла способны отражаться лишь электроны с определенными скоростями. Известно, что монокристалл никеля – объемная дифракционная решетка. На графике наблюдаем результат дифракции – дифракционную картину.

Т.к. дифракция – оптическое явление и связано с понятием волны, то с распространением потока электронов можно связать волновой процесс.

24. Сравнительный анализ электронограммы в опытах по дифракции электронов с дифракционной картиной рентгеновских лучей.

Теория дифракции электронов строилась по аналогии с теорией дифракции рентгеновских лучей, однако физ. природа этих явлений существенно различна. В отличие от рентгеновских лучей, к-рые рассеиваются на электронной плотности атомов, рассеяние электронов, обладающих электрич. зарядом, определяется их взаимодействием с электростатич. полем атома, создаваемым как положительно заряженным ядром, так и электронной оболочкой атома. T. о., рассеивающая способность атома зависит от его строения и у разных хим. элементов различна. Количественно она характеризуется атомной амплитудой рассеяния, пропорциональной атомному номеру элемента Z:

где   =2,38*10⁶ см^-1, f_р - атомная амплитуда рассеяния рентгеновских лучей. С ростом   значение f_э быстро падает:  . Атомная амплитуда рассеяния характеризует интенсивность рассеянного пучка, к-рая ~ .

Электроны взаимодействуют с атомами в миллионы раз сильнее, чем рентгеновское излучение (и тем более нейтроны), и амплитуда рассеяния электронов более чем на три порядка превышает амплитуду рассеяния рентгеновских лучей. Соответственно интенсивность рассеянного пучка электронов на 6-7 порядков выше, чем рентгеновского. Вследствие интенсивного взаимодействия электронов с атомами дифракц. эксперименты проводят в высоком вакууме, а в качестве образцов используют плёнки толщиной ~10 - 50 нм (в опытах на прохождение) либо применяют метод отражения, в к-ром рассеяние происходит в тончайшем поверхностном слое кристалла ~1 -10 нм.

25. Запись и анализ формулы для определения длины волны в опытах к. Дэвиссона и л.Джермера.

26. Применение дифракции частиц в медицине, фармации, технических приборах.

Процесс дифракции электронов получил широкое применение в аналитических исследованиях кристаллических структур металлов, сплавов, полупроводниковых материалов.

27.Устройство и принцип действия магнитной линзы

Магнитная линза — устройство электронной оптики, линза для фокусировки электронов. Представляет собой цилиндрически симметричный электромагнит с очень острыми кольцевыми наконечниками полюсов, который создаёт в малой области очень сильное неоднородное магнитное поле, которое и отклоняет летящие вертикально через эту область электроны.

Принцип фокусировки электронного луча неоднородным магнитным полем короткой катушки иллюстрирует рис. В общем случае вектор скорости электрона V направлен под некоторым углом α к оси катушки (линии ОС). Разложим вектор скорости электрона в точке А на осевую и радиальную составляющие (Vz и Vr соответственно). Соответствующие составляющие вектора индукции магнитного поля В в этой точке обозначим Вz и Вr. Векторы Vz и Вr обусловливают составляющую силы Лоренца Fτ(рис. 4, справа, вверху). Сила Fτ вызывает вращение электронов вокруг оси ОС, т.е. появляется азимутальная составляющая скорости Vτ, которая совместно с Вz образует силу Fr, направленную к оси катушки. Нетрудно убедиться в том, что после пересечения плоскости О1О2, несмотря на изменение направления радиальной составляющей магнитного поля на противоположное, поперечная сила Fτ по-прежнему отклоняет электроны к оси ОС. Изменяя индукцию магнитного поля, можно добиться пересечения траекторий всех электронов в точке С, обеспечивая тем самым фокусировку электронного потока.