Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Дифракция электронов

Волновые свойства частиц.

Свет обладает корпускулярно-волновыми свойствами. Явления дифракции и интерференции света указывают на волновую природу света. Вместе с тем такие явления, как фотоэффект, комптоновское рассеяние рентгеновских лучей, квантовый характер испускания и поглощения света, указывает на то, что свет представляет собой поток особых частиц – фотонов. Каждый фотон может быть характеризован определенной энергией, количеством движения и массой. Энергия, масса и импульс (количество движения) фотона определяются по формулам:

 

Заметим, что фотон не существует в состоянии покоя и поэтому не имеет массы покоя; этим он отличается от обоюдных частиц – электронов, протонов, атомов. С другой стороны, оказалось, что все частицы обладают волновыми свойствами. Гипотезу о волновых свойствах частиц вещества сформулировал в 1924 г. французский физик Л. де Броль.

Согласно его гипотезе, не только фотону, но и любой частице вещества свойственна некоторая длина волны, которая должна рассчитываться по одной и той же формуле в зависимости от импульса частицы :

 

(1)

 

где - скорость движения частицы (электрона, протона и т.п.).

Если частица движения с малыми скоростями, тоесть ее масса покоя, обозначаемая обычно ; в случае движения со скоростями , близкими к скорости света с,

 

Таким образом, по де-Бройлю, движение частицы сопровождается, или, точнее, определяется особыми волнами, которые были названы волнами де-Бройля.

Волны де-Бройля в принципе сопутствуют движению и любых макроскопических тел. Однако в этом случае длины этих волн весьма малы, т.к. количество движения макротел в силу большой их массы всегда велико. Например, для теннисного мяча с m =100г, = 20м/сек,

 

 

Найдем зависимость электрона от ускоряющего напряжения электрического поля, в котором он движется. Изменение кинетич. эн. Электрона равно работе сил поля:

или

 

Тогда,

 

Для получения достаточно хорошего пучка электронов, который можно зафиксировать, например, на экране осциллографа, необходимо ускоряющее напряжение ~1кв. Тогда

 

 

что соответствует длине волны рентгеновского излучения.

Важным доказательством существования волновых свойств у частиц вещества является наличие явлений дифракции и интерференции для потока таких частиц. Как показали Дэвиссон и Джермер (1927г.), при рассеянии электронов от поверхности монокристалла никеля получается отчетливая дифракционная картина. Оказалось, что максимумы интенсивности отраженных электронов лежат под углами, которые могут быть вычислены из уравнения (формулы) Вульфа – Брэггов для рентгеновских волн:

 

 

Длина волны, сопровождающей движение электрона и определенная по формуле В-Б, оказалась равной длине де-Бройлевской волны, определяемой формулой (1).

Дифракция пучка электронов при прохождении через тонкие слои различных материалов была обнаружена Дж. П. Томсоном и П. Тартаковским. Позднее было доказано, что не только электроны, но и протоны и нейтроны и даже молекулы водорода и др. обладают волновыми свойствами: при их попадании на кристалл обнаруживается явление дифракции.

В настоящее время опыты по дифракции электронов и нейтронов и основанные на них приборы получили широкое распространение в науке и технике. Дифракция электронов применяется при исследовании структуры поверхностей, например при изучении коррозии, при адсорбции газов на поверхностях. Этот метод называется электронографией. Наличие у электронов заряда вызывает сильное взаимодействие их с веществом, благодаря чему проникающая способность электронов намного меньше, чем у рентгеновских лучей. Это обстоятельство и делает электронографию особенно ценной при исследованиях структур поверхностей.

Дифракция нейтронов используется в нейтронографии, которая является мощным средством изучения структур, в особенности органических кристаллов, содержащих водород. Присутствие водорода, а, следовательно, и положение атомов водорода в кристалле не представляется возможным определить ни рентгенографией, ни электронографией, т.к. рассеяние рентгеновских лучей и электронов в водороде очень незначительно; нейтроны же сильно взаимодействуют с водородом и дают эффективную картину дифракции.

 

 

Вопрос 8. 9 минут

 

Электронный микроскоп: понятие об удобстве,

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Иммерсионные системы | Применение электронного микроскопа в биологии и медицине
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-14; Просмотров: 797; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.009 сек.