Badanie zjawiska dyfrakcji elektronów

Informacje do doświadczenia

• Numer stanowiska w pracowni: 223 (sala 217A).
• Doświadczenie wykonać na podstawie opisu zawartego w skrypcie (pobierz dokument).
• Film instruktażowy jest dostępny na stronie (www).

Przebieg doświadczenia

1. Wykorzystując schemat na stanowisku pomiarowym sprawdzić poprawność połączeń elektrycznych w układzie pomiarowym.
2. Uruchomić zasilacze wysokiego i niskiego napięcia oraz komputer.
3. Włączyć program Dyfrakcja służący do rejestracji obrazu z kamery.
4. Ustawić następujące wartości napięć: anoda +10 kV, siatka S₂ około 200 V, cylinder Wehnelta -50 V.
5. Podczas pomiarów nie należy ustawiać małej wartości napięcia na cylindrze Wehnelta i dużej wartości na siatce. Zbyt duża jaskrawość obrazu spowoduje przepalenie się luminoforu lampy.
6. Zmniejszać wartość napięcia na cylindrze Wehnelta do czasu pojawienia się wyraźnego obrazu pierścieni dyfrakcyjnych na ekranie (uwaga: przy zbyt małej wartości napięcia na cylindrze Wehnelta centralne koło może zakrywać obraz pierwszego pierścienia).
7. Wykorzystując linię pomiarową programu odczytać średnice obserwowanych promieni (Długość linii łączącej kursory [mm]).
8. Dokonać pomiaru średnicy obserwowanych pierścieni dla kolejnych napięć na anodzie, zmienianych o 0,5 kV w przedziale od 10 kV do 5,5 kV. W przypadku gdy jasność pierścieni stanie się zbyt mała należy delikatnie zmniejszyć napięcie na cylindrze Wehnelta. Pomiar należy wykonać dwukrotnie.
9. Po skończonych pomiarach należy jak najszybciej odłączyć zasilanie lampy od źródła prądu.

Opracowanie wyników

1. Wykorzystując uzyskane dane obliczyć promienie r obserwowanych pierścieni dyfrakcyjnych. Następnie wyznaczyć długości fal materii λ związanych z poruszającymi się elektronami.
2. Wykreślić wykres zależności r = ƒ(λ).
3. Obliczyć współczynniki nachylenia prostych oraz ich niepewności.
4. Obliczyć wartości stałych sieciowych grafitu, które odpowiadają obserwowanym pierścieniom dyfrakcyjnym.
5. Przedstawić ostateczne wyniki doświadczenia (odpowiednio zaokrąglone).
6. Zapisać wnioski.