Fale materii mogą ulegać dyfrakcji i interferencji. Dlatego jako prawidłowe ilustracje należy wybrać: obraz dyfrakcyjny czerwonej wiązki laserowej na ekranie po przejściu przez małą okrągłą szczelinę oraz interferencję (nakładanie się) fal z przynajmniej dwóch źródeł punktowych, na przykład nakładające się na siebie okręgi na kałuży. Pozostałe obrazy prezentują zjawisko odbicia (las odbijający się w tafli jeziora) i załamania (łyżeczka w filiżance) fali.
R2fRFtFgT2wah1
Ćwiczenie 2
R1Exip6H2JbhG1
Ćwiczenie 3
2
Ćwiczenie 4
Rnnqwgmd79d6w
R1Pvnep9KL6ka1
Ćwiczenie 5
2
Ćwiczenie 6
R1VwcqKyq2Xyu
Pikometr to 10Indeks górny -12-12m.
Masa elektronu wynosi 1,6 · 10Indeks górny -19-19 C.
2
Ćwiczenie 7
Jedną z postaci ciał stałych są kryształy. W kryształach, atomy znajdują się względem siebie w ustalonym, powtarzającym się porządku, a odległości między nimi mierzone są w angstremach (1 Å = 0,1 nm = 10Indeks górny -10-10 m). Biorąc pod uwagę długości fali materii dla elektronu otrzymane w zadaniu 3 ( = 0,73 nm) odpowiedz, czy możliwa jest obserwacja dyfrakcji i interferencji elektronowych fal materii na kryształach. Uzasadnij swoją odpowiedź.
Przykład poprawnej odpowiedzi: Sieć atomowa kryształu może pełnić rolę siatki dyfrakcyjnej – z atomami jako „przeszkodami” oraz przestrzeniami międzyatomowymi jako „szczelinami”. Długość fali materii elektronu jest porównywalna z wielkością przeszkód i szczelin. Dyfrakcja i interferencja elektronów mogą zatem zachodzić na krysztale ciała stałego. Możemy ją obserwować przy wykorzystaniu dowolnego detektora elektronów – może to być np. ekran fluorescencyjny, świecący w miejscach, w których padają elektrony.
Komentarz: Różne kryształy posiadają różną budowę. Atomy mogą leżeć w różnych odległościach względem siebie, a wiązania między atomami mogą być pod różnymi kątami względem siebie. Różne struktury atomowe to innymi słowy „siatki dyfrakcyjne” z innym rozstawem szczelin. Wykorzystując zjawisko dyfrakcji elektronowej i analizując kształt powstałych obrazów dyfrakcyjnych możemy zatem badać strukturę atomową danego kryształu. Zwróć uwagę, że gdyby elektrony traktować jedynie jako cząstki, nie moglibyśmy mówić o dyfrakcji! Zachodzenie tego zjawiska świadczy o istnieniu dualizmu korpuskularno‑falowego.