Дифракція та інтерференція інших частинок та атомів
|
Рис.5.21. Схема досліду з дифракції атомів (молекул) на поверхні кристалів: 1 - джерело атомного (молекулярного) потоку (заповнений газом об¢єм, з¢єднаний капіляром з камерою), 2 - камера розсіяння зі зразком, 3 - детектор - трубка Піто з манометром, 4 – залежність |
після взаємодії атомів (молекул) з кристалом.Досліди з дифракції були також виконані з іншими об’єктами: нейтронами, протонами, атомами гелію та молекулами водню. Схема приладу для таких дослідів та приклад типової дифракційної картини в цих дослідах зображені на рис.5.21.
Джерелом атомів (молекул) служить джерело Кнудсена, в нагрітому замкненому просторі якого створюється певний тиск пари речовини з цих атомів (молекул). Їх потік формується протіканням пари крізь капіляр, а швидкість визначається температурою пари. Як детектор використовується трубка Піто, тиск у якій – це інтенсивність потоку розсіяних частинок. Ґратка, на якій відбувається дифракція, утворюється охолодженою до дуже низьких температур гранню монокристала. Вимірюється залежність тиску 
в трубці Піто від кута розсіяння частинок гранню кристала.
Оскільки маса цих мікрооб’єктів більша, ніж маса електронів, то їхня довжина хвилі де Бройля менша, ніж у електронів. Для Не 
, а для молекул водню 
. Тому дифракція здебільшого спостерігається при великих кутах падіння на поверхні кристалів, тобто при малих ковзних кутах. Для того щоб теплові коливання атомів кристалу не спотворювали поверхні, зразок охолоджувався до температур рідкого гелію (4,2К). Крім того ці важкі частинки 
майже не проникають в глибину кристала і тому вони дифрагують на його поверхні. Умова появи дифракційного максимуму просторового розподілу інтенсивності розсіяних частинок в умовах, коли дифракція відбувається на поверхневій ґратці, має вигляд:
|
|
|
(5.36)
де 
– порядок інтерференції. Приклад дифракційної картини зображений на рис.5.21.4. Видно, що результати цих дослідів добре описувались формулою (5.36). Отже, для пояснення результатів дифракційної взаємодії нейтральних атомів та молекул достатньо було використати гіпотезу де Бройля і скористатись відомими співвідношеннями появи дифракційних максимумів. Все дозволяє дійти до таких висновків:
· для цих частинок, як і для електронів, спостерігається дифракція на кришталевих ґратках,
довжина хвилі де Бройля частинок визначається формулою де Бройля 
. Крім того, неодноразово спостерігалась і досліджувалась френелівська дифракція електронів та інших частинок на краю екранів, за допомогою електронної біпризми Френеля, на одному або двох отворах тощо.
|
|
|
На рис.5.22наведена схема спостереження інтерференційної картини при проходженні електронів крізь дві близько розташовані щілини. Коли обидві щілини відкриті, спостерігається інтерференційна картина (рис.5.22.а).
Коли відкрита одна щілина, то спостерігається фраунгоферівська дифракція на її краях. При малих інтенсивностях електронного потоку електрони хаотично розподілені у просторі (рис.5.22,в). Збільшення інтенсивності призводить до формування чіткої інтерференційної картини (рис.5.22.г і рис.5.22.д). Всі ці досліди свідчать про те, що електрони і інші матеріальні частинки мають хвильові властивості з довжиною хвиліде Бройля.
| Рис.5.22. Схема досліду дифракції електронів на двох щілинах (а), дифракційна картина, характерна для дифракції Фраунгофера світла на двох щілинах (б), (в, г і д) – моделювання інтерференції дифрагованих пучків залежно від інтенсивності потоку електронів. |
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 348; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!