Wellenlänge
und Impuls von Teilchenstrahlen -
Elektronenbeugung
am Gitter
Schießt
man einen
Elektronenstrahl
auf ein Gitter (z.B. eine Silberfolie), so entsteht ein ähnliches Interferenzmuster
wie bei monochromatischen Röntgenstrahlen!
Die beiden Abbildungen
zeigen die Interferenzmuster, die bei der Beugung von
Röntgenstrahlen
an der Silberfolie bzw. beim Beschuss der Silberfolie mit
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Elektronen
auf einem Detektorschirm entstanden sind.
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Elektronen, die man üblicherweise als Teilchen betrachtet, verhalten sich wie eine Welle.
Die richtige Interpretation dieses Verhaltens liefert die Quantenmechanik
!
Aus den Abständen der Anordnung und den Durchmessern der Beugungsringe kann man - wie bei
der Beugung elektromagnetischer Wellen - eine
Wellenlänge
l
e
berechnen
und den
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Elektronen zuordnen. Wir sprechen daher von der
Wellenlänge der Elektronen
.
Wovon hängt die Wellenlänge
l
e
ab?
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Die Elektronen werden zwischen zwei elektrisch geladenen Platten, an denen eine Spannung anliegt, beschleunigt und dann auf die Silberfolie gelenkt.
Erhöht
man die Beschleunigungsspannung, werden die Elektronen
schneller
und die
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Abstände der Interferenzstreifen
verkleinern
sich, die Wellenlänge wird folglich auch
kleiner
.
Je
schneller die Elektronen, desto kleiner ist ihre Wellenlänge!
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Genauer:
Die Wellenlänge
l
e
und der Impuls p der Elektronen sind indirekt proportional zueinander!
oder kurz:
l
e
~
1/p
Diese
Beziehung hat der Physiker
De-Broglie
allgemein
für alle Teilchen
gefunden.
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