Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Квантовая физика II..doc
Скачиваний:
12
Добавлен:
19.09.2019
Размер:
760.83 Кб
Скачать

2) Опыты Томсона и Тартаковского.

В 1928 г. Дж.П.Томсон (1892-1975), а также П.С.Тартаковский (1895-1932) наблюдали дифракционную картину при прохождение электронов через тонкие пленки (фольгу, слюду), используя метод, предложенный Дебаем и Шерером для исследования поликристаллических материалов с помощью рентгеновских лучей.

Суть эксперимента состоит в следующем. Узкий

пучок моноэнергетических электронов, ускоренных

разностью потенциалов в несколько киловольт

,

направляется на исследуемый образец, толщина

которого составляет . Проходя через

образец, который равномерно вращается вокруг оси

пучка, электроны рассеиваются на различные углы.

Рассеянные электроны попадают на фотопластинку.

Поликристаллический образец представляет собой

совокупность хаотично ориентированных монокристаллов, среди множества которых найдутся такие, при отражении от которых для де-бройлевской волны выполняется условие Брэгга-Вульфа.

Полученная таким образом электронограмма золота (рис.а) обнаруживает поразительное сходство с полученной в аналогичных условиях рентгенограммой алюминия (рис.б).

Т.о., эксперименты показали, что прохождение электронов сквозь тонкие пленки сопровождается появлением характерной дифракционной картины точно такого же вида, что и рентгеновские интерференционные кольца Дебая-Шерера.

Зная диаметр кольца и расстояние до экрана, можно найти постоянную кристаллической решетки

.

  1. Дифракция атомов и молекул.

В 1930 г. Штерн с сотрудниками установил, что отражение легких атомов и молекул ( ) от поверхности кристалла также сопровождается дифракционными явлениями. Выбор химических элементов был обусловлен длиной де-бройлевской волны, которая, например, для гелия при комнатной температуре составляет , т.е. порядка постоянной

кристаллической решетки. Тепловой разброс

молекул по скоростям устранялся с помощью

селектора скоростей - двух зубчатых колес,

насаженных на одну ось – выделялись близкие

по скорости молекулы. В качестве индикатора

использовался чувствительный манометр.

Положение боковых максимумов относительно

центрального меняется с температурой, т.к.

изменяется де-бройлевская длина волны молекулы

газа.

Открытие Штерна было очень важным и

впечатляющим. Правильность соотношения

де-Бройля для молекулярных пучков была

подтверждена с точностью 1%. А ведь здесь мы

имеем дело уже с материальными частицами, из

которых состоят, как известно, не только газы, но также и жидкости и твердые тела. Если перехватить

пучок, уже претерпевший дифракцию на кристаллической решетке, и направить в сосуд, то мы обнаружим все тот же газ с самыми обычными свойствами.