Elektrondiffraktion (gy)

En elektronstråle bildar ett interferensmönster

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.

Plats

Vetenskapens Hus

Målgrupp
gymnasiet, Fysik 1
Tid
90 min
Gruppstorlek
16 elever
Kontakt
fysik@vetenskapenshus.se

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

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. Det passar bra att kombinera denna aktivitet med skolprogrammet Fotoelektrisk effekt, för gruppens andra halva.

Välkommen att boka besök!