Atom - Wspaniały ŚwiatLinePOLENGGER


DOŚWIADCZENIA POTWIERDZAJĄCE FALOWĄ BUDOWĘ ELEKTRONU

 Program - Program komputerowy - symulacja doświadczenia

    W 1925 roku Clinton Davisson i C.H. Kunsman (a później Laster Germer) rozpoczęli przeprowadzanie serii doświadczeń, które doprowadziły do potwierdzenia teorii de Broglie'a. Puszczali oni wiązkę elektronów pochodzącą z rozżarzonej katody na kryształ niklu co wywoływało wtórną emisję elektronów z kryształu. Liczbę elektronów wysyłanych w różnych kierunkach określano za pomocą kolektora - płytki metalowej, która zbierała elektrony na nią padające. Kolektor można było obracać dookoła kryształu. Przez przypadek doszło do utlenienia jednej z tarcz niklu. Ogrzano ją więc, aby usunąć powstałą warstwę tlenku niklu. Następnie dokonywano doświadczeń z tą tarczą. Okazało się, że wyniki tych doświadczeń były zupełnie inne niż wcześniejszych. Okazało się, że sposób oczyszczania tarczy spowodował, iż zmieniła się ona w duży monokryształ. Elektrony z takiej tarczy były emitowane we wszystkich kierunkach, jednak pod pewnymi kątami obserwowano zwiększoną emisję. Dla wiązki elektronów o energii 54 MeV kątem zwiększonej emisji był kąt około 500. Pęd elektronów dany jest równaniem:
 
p = pierw(2*m0*E)         (1)

gdzie: masa spoczynkowa elektronu, E - energia elektronu. Kąty pod jakimi obserwuje się maksima dyfrakcyjne można wyznaczyć znając długość fali, i budowę siatki dyfrakcyjnej. Z drugiej strony długość fali można wyznaczyć znając kąty pod jakimi obserwuje się maksima i charakterystykę siatki. Naukowcy policzyli tą długość - wyszła im wartość 1,65*10-10 metra. Zgodnie z teorią falową de Broigle'a długość fali elektronu mającej energię 54 MeV wynosi 1,67*10-10 metra. Tak dokładna zgodność obu wartości potwierdzała falową budowę elektronu.

Schemat doświadczenie Davissona-Germera

    Równolegle z pracami Davissona i Kunsmana, George Paget Thomson (1892-1975) (syn J.J. Thomsona) przeprowadzał inne doświadczenie, w którym także potwierdził falową strukturę elektronów. Wiązka elektronów o dużej prędkości (o energii około 104 eV ) była kierowana na bardzo cienką folie metalową (grubość folii wynosiła 10-5 cm ). Elektrony przechodziły przez folię, jednak w czasie przechodzenia następowała dyfrakcja. Na ekranie ustawionym za folią Thomson zaobserwował pierścienie dyfrakcyjne. Pierścienie te dowodziły, że elektrony mają strukturę falową.
    Powyższe dwa doświadczenia były najważniejszymi doświadczeniami potwierdzającymi falową naturę elektronu. W 1937 roku Clinton Joseph Davisson i George Paget Thomson otrzymali nagrodę Nobla.
    Jednak nie były to jedyne eksperymenty tego typu.
    Na przykład niemiecki naukowiec Rupp zmierzył długość fali elektronów. Wykorzystał on fakt ugięcia wiązki elektronów padającej na optyczną siatkę dyfrakcyjną.

Siatka dyfrakcyjna i widmo na ekranie

    Niedługo też doświadczalnie pokazano, że falową naturę przejawiają także inne cząsteczki.
   
W roku 1931 Johnson zaobserwował ugięcie wiązek cząsteczek wodoru rozpraszanych na kryształach, a w 1938 roku Stern, Eastermann i Frisch zaobserwowali dyfrakcję wiązki cząsteczek helu na krysztale.

DOŚWIADCZENIE SCHUSTERA  |   DOŚWIADCZENIE THOMSONA  |   DOŚWIADCZENIE MILLIKANA  |   DOŚWIADCZENIE RUTHERFORDA  |   DOŚWIADCZENIE ASTONA  |   DOŚWIADCZENIA - FALOWA BUDOWA ELEKTRONU  |   DOŚWIADCZENIE FRANCKA-HERTZA  |   DOŚWIADCZENIE STERNA-GERLACHA  |   ZJAWISKO COMPTONA


Atom - Wspaniały ŚwiatLineDrużyna # 19662