Elektrondiffraktion
Skolprogram i fysik för gymnasiet
Vad är partiklar? Kan de bete sig som vågor? Vi tittar på interferensmönster från en elektronstråle som
skickas genom grafit. Utifrån mönstret kan våglängden för elektronerna bestämmas m h a gitterformeln.
Resultatet jämförs med de Broglies formel för våglängden för en partikel med en viss rörelsemängd.
En elektronstråle bildar ett interferensmönster
Teori och laboration
Vi utgår ifrån att eftersom ljus som är en vågrörelse kan beskrivas som partiklar (vilket påvisas av
experiment med fotoelektrisk effekt) så kanske det omvända gäller; dvs att partiklar, ex elektroner
kan beskrivas som en vågrörelse. Vi diskuterar de Broglies hypotes, och hur vi kan testa den.
Hypotesen testas genom att en elektronstråle passerar en kolfolie och sedan projiceras mot en
fluorescerande skärm. De små avstånden mellan kolets atomer fungerar som ett gitter och
elektronstrålen bildar ett interferensmönster. Med hjälp av detta kan vi beräkna elektronens
våglängd på två olika sätt, dels med hjälp av gitterformeln, dels med hjälp av de Broglies formel.
Anknytning till ämnesplan
Fysik 2. Materiens vågegenskaper. de Broglies hypotes och våg-partikeldualism. Modeller och
teorier som förenklingar verkligheten. Det experimentella arbetets betydelse för att testa,
omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Fysikens relation till och gränser mot
filosofiska frågor.
Inför besöket ska eleverna ha bekantskap med vågrörelselära, interferens och gitterformeln samt
kunskap i hur man beräknar elektroners hastighet vid acceleration av elektriskt fält.
Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Det passar bra att kombinera denna
aktivitet med skolprogrammet Fotoelektrisk effekt, för gruppens andra halva.
Kontakt: [email protected]. Välkommen att boka besök!
FY_Elektrondiffraktion_gy_02verI
www.vetenskapenshus.se
