16電子衍射實驗報告

2022-03-15 05:07:08 字數 762 閱讀 3418

一、 實驗目的:

測量運動電子的波長,驗證德布羅意公式。理解真空中高速電子穿過晶體薄膜時的衍射現象,進一步理解電子的波動性。掌握晶體對電子的衍射理論及對立方晶系的指標化方法;掌握測量立方晶系的晶格常數方法。

二、實驗原理

設電子初速度為零,在電位差為v 的電場中作加速運動。在電位差不太大時,即非相對論情況下,電子速度(光在真空中的速度),故其中為電子的靜止質量。

它所達到的速度v 可由電場力所作的功來決定:(2)

將式(2)代入(1)中,得:(3)

式中 e 為電子的電荷, m 為電子質量。將、、,各值代入式(3),可得:(4)

其中加速電壓v 的單位為伏特(v),λ的單位為公尺。由式(4)可計算與電子德布羅意平面單色波的波長。而我們知道,當單色 x 射線在多晶體薄膜上產生衍射時,可根據晶格的結構引數和衍射環紋大小來計算波長。

所以,模擬單色 x 射線,也可由電子在多晶體薄膜上產生衍射時測出電子的波長λ 。如與λ在誤差範圍內相符,則說明德布羅意假設成立。

2. 電子衍射的基本理論

q nd =sin2 (n = 0,1,2, ……)式中λ為入射電子波的波長,d為相鄰晶面間的距離,即晶面間距,θ為電子波的掠射角,n是整數,稱為衍射級次(如圖2)。

本實驗是觀察多晶體樣品(靶)金的電子衍射。多晶樣品是取向雜亂的小晶粒的集合體。電子衍射圖象可以看成是這些小晶粒的電子衍射圖象的重迭。

由於這些小晶粒的取向是完全雜亂的,因此靶的衍射圖象是與入射電子來向對稱的許多同心圓環在螢光屏上所看到的光環。

三.實驗儀器:電子衍射儀

16電子衍射實驗報告

本報告僅供參考,每個同學應根據指導老師講解和實際實驗過程自行撰寫 本實驗採用與當年湯姆生的電子衍射實驗相似的方法,用電子束透過金屬薄膜,在螢光屏上觀察電子衍射圖樣,並通過衍射圖測量電子波的波長。一 實驗目的 測量運動電子的波長,驗證德布羅意公式。理解真空中高速電子穿過晶體薄膜時的衍射現象,進一步理解...

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