Elektronendiffractie

In het begin van de twintigste eeuw raakte men langzamerhand gewend aan het idee dat een golfverschijnsel als licht en röntgenstraling ook een deeltjeskarakter heeft. Verschijnselen als het foto-elektrisch effect en het compton-effect waren alleen te verklaren door aan te nemen dat licht en röntgenstraling bestaan uit fotonen met een bepaalde energie en impuls. Daarna kwam Louis de Broglie met de volgende veronderstelling: als straling zowel een golf- als deeltjeskarakter heeft, dan zouden materiedeeltjes zich ook als golven en deeltjes moeten gedragen. In combinatie met dat idee deed hij een voorstel voor de golflengte van een materiedeeltje. Deze materiegolflengte-hypothese van De Broglie is experimenteel te controleren door na te gaan of bij materiedeeltjes zoals elektronen buigings- en interferentieverschijnselen optreden. Het golfkarakter van licht is eenvoudig aan te tonen door deze straling op een tralie te laten invallen. Bij röntgenstraling is dat in verband met de nog kleinere golflengte al wat lastiger. Daarbij moet een kristalrooster dienst doen als tralie. In beide gevallen is dan een interferentiepatroon zichtbaar. Zo’n kristalrooster zou ook gebruikt kunnen worden als tralie voor het aantonen van het golfkarakter van materiedeeltjes.

Je bepaalt in een experimenteel onderzoek uit het interferentiepatroon bij een op een kristalrooster invallende elektronenbundel de materiegolflengte van het elektron, en je gaat na of deze in overeenstemming is met de materiegolflengte-hypothese van De Broglie.

Voorkennis

Voor het uitvoeren van dit experiment is de volgende voorkennis nodig: foton-energie (Ef = h·f), interferentie, golflengte-bepaling met een tralie, versnellen van geladen deeltjes in een elektrisch veld (ΔEk = q·U).

Bestanden

Practicumhandleiding
Meetopstelling