电子衍射实验.ppt

(1)观察快电子穿过多晶薄膜的衍射现象。(2)验证德布罗意关系波长与电压的关系，从而证明电子具有波粒二象性。(3)掌握金属多晶薄膜的制备技术。1924年德布罗意提出所有运动的物理粒子(如电子、质子等)。)有一个与之相对应的波，并认为粒子的特征波长和动量(p)之间的关系应该与光子的相同，而与这个波的关系是：这里是物质波的波长，h是普朗克常数，p是粒子的动量，m是运动粒子的质量，v是它的速度。(1)该表达式称为德布罗意波关系。(1)，法国王子路易斯-维多利亚皮埃尔雷蒙得布罗基，1929年在物理学上的诺贝尔物理学奖，1921-1923年，戴维孙和孔斯曼观察到，当电子被多晶金属表面散射时，它们在某些角度强烈散射。当时，这种现象没有合理的解释。事实上，它已经显示了电子的波动。到1927年，戴维森和杰姆继续他们在晶体中的电子散射实验，并发表了更精确的测量结果。与此同时，唐木孙也独立进行了实验，让快电子通过多晶薄膜，看到屏幕上的衍射环。测量衍射环半径后，布拉格公式计算的波长与德布罗意公式预测的波长一致。1937年，物理实验发现晶体衍射电子，美国克林顿约瑟夫戴维森，英国乔治佩吉图森，当一个质量为m的电子从阴极发射出来后被强电场加速时(本实验中使用的DC高压电源的值可达50kV)，电子从电场中获得的能量为eV，所有的能量都变成了电子的动能。如果电子的初速度近似为零，则得到在加速电场作用下初速度为零的电子的速度，将公式(3)代入公式(1)得到的电子波长公式为(2)、(3)，其中e为电子电荷，e、m和h的值代入，v为伏特，实验测得的加速电压值可由公式(5)计算。(4)、(5)和(2)电子衍射线的分析。本实验采用了唐木孙法。在一个特殊的阴极射线管中，电子被加速通过某一晶体薄膜，然后在荧光屏上观察到衍射现象，如图1所示。左：度的拜尔-舍勒技术。右：度角。由于电子束通过晶体物质时表现类似于X射线，衍射最强点的位置由布拉格定律：确定，其中波长为，晶面间距为d，入射电子束与晶面之间的角度为。n是一个整数，叫做衍射级。(6)、原罪21:原罪223360原罪23.=，在Sin 1，sin 2，Sin 3的值之后.由实验结果得到，衍射环的晶面指数可以进一步由这种联系关系确定，这种分析称为谱线指数。对于立方系统，(7)、(8)，从实验中电子衍射线位置与样品位置之间的几何关系，可以得到下面的关系式：其中r是德拜圆的半径，d是摄影胶片到衍射胶片的距离。(9)被30-50kV的电势加速的电子具有非常短的波长和小的角度。按顺序，sin=tan=、(7)和(9)可以被简化和组合以获得、(10)、(11)、=，在从衍射图像测量德拜环的半径之后，可以方便地完成折射率比。当2的角度很小时，使用下面的关系式：(12)。当样品物质的晶格常数(a)已知时，可以直接测量d和r。德拜环的表面指数确定后，可以得到(13)计算的值。将该值与由公式(5)计算的值进行比较，可以确定德布罗意关系的含义。(13)和(11)也可以写成实验内容，l .用真空镀膜法制备两片铝(或铜)多晶薄膜，薄膜的厚度约为100安确定相应电压的德意波长。楚，原子物