|
Uzaq ekspozitsiya hám qısqa ekspozitsiyada yarım kristallı úlginde elektronlardıń difraksiya tábiyat kórinisi
|
| bet | 3/5 | | Sana | 11.12.2023 | | Hajmi | 35,23 Kb. | | #115988 |
Bog'liq Kompton effekti. Uzaq ekspozitsiya hám qısqa ekspozitsiyada yarım kristallı úlginde elektronlardıń difraksiya tábiyat kórinisi.
Keyingi jıllarda, Dj.Tomson tájiriybesi kóp ret tákirarlangani menen nátiyjesi ózgermadi. Sonıń menen birge elektronlar aǵımı talay kúshsiz bolǵan jaǵdaylarda da, pribor arqalı bir waqıtta tek bir bólekshe ótiwi múmkin bolǵan jaǵdaylarda da nátiyje birdey shıqtı (v. A. Fabrikant 1948 jıl ). Sonday etip, tolqın qásiyetleri tekǵana kóp sanlı elektronlar aǵımına bálki, hár bir elektronǵa bólek tán ekenligi eksperimentda óz tastıyıqın taptı.
Keyinirek difraksion hádiyseler neytronlar, protonlar, atom hám molekulalar aǵısları ushın da gúzetildi. Mikrozarralarda tolqın ayrıqshalıqlar bar ekeniniń eksperimental tastıyıqı tábiyaattıń bunday universal jaǵdayı materiyaning ulıwma ózgesheligi haqqındaǵı juwmaqqa alıp keldi. Sonday eken, tolqın qásiyetleri makroskopik denelerge de tán bolıwı kerek. Biraq makroskopik denelerdiń massası úlken bolǵanlıǵı sebepli olardıń tolqın qásiyetleri tájiriybede anıqlanıwı múmkin emes. Mısalı 10-9 g massaǵa iye, 0,5 m/s tezlik menen háreketlenip atırǵan shań bóleksine 10-21 tártipli de-Broyl tolqını uyqas túsedi, yaǵnıy atom ólshemlerinen shama menen 11 tártipke kishi bolıp tabıladı. Tolqındıń bunday uzınlıǵın gúzetip bolmaydı. Bul mısal makroskopik deneler tek korpuskulyar ayrıqshalıqlardı kórinetuǵın etiwin kórsetedi.
Taǵı bir mısaldı kórip shıǵamız. Potensiallar parqı U=100 V menen tezlestirilgen elektronlar ushın da -Broyl tolqın uzınlıǵın F formula boyınsha tabıw múmkin. Bul norelyativistik jaǵday ushın elektronlar kinetik energiyası eU=100 eV tınıshlıqtaǵı energiyasınan 0,5 MeV den talay kishi bolıp tabıladı. Esaplanǵan tolqın uzınlıǵı áyne atom ólshemi rejimine sáykes keledi. Bunday elektronlar ushın kristall element jaqsı difraksion pánjere wazıypasın atqaradı. Naǵız ózinday kishi energiyalı elektronlar tájiriybelerde anıq difraksion tábiyat kórinisin beredi. Usınıń menen bir waqıtta kristallda difraksion shashılǵan elektronlar tolqın sıyaqlı fotoplastinka atomları menen óz-ara tásirlesip, qanday da málim noqatda fotoemulsiyaning qorayishini keltirip shıǵarıwshı bólek sıyaqlı háreketlenedi.
Sonday etip, de-Broylning korpuskulyar-tolqın dualizmi haqqındaǵı qıyallarınıń eksperimental tastıyıqlanǵan gipotezasi mikroobektlar ózgesheligi haqqındaǵı oyda sawlelendiriwdi tupten ózgertirdi. Hámme mikroobektlarga da tolqınlı, da korpuskulyar ayrıqshalıqlar tán, biraq olar eski fizikada tolqın da, bólek de emes. Mikroobektlarning hár túrlı qásiyetleri bir waqıtta kórinetuǵın bolmaydı, olar bir-birin toltırıp baradı, tek olar birgelikte mikroobektni tolıq tariyplaydi. Belgili Daniya fizigi N. Bardıń toldırıwshılıq principi sonnan ibarat. Shártli túrde sonı da aytıw kerek, mikroobe'ktlar tolqın sıyaqlı tarqaladı, bólek sıyaqlı energiya almasadı.
Tolqın teoriyası kózqarasınan, elektronlar difraksiya tábiyat kórinisinde de-Broyl tolqınları intensivligi maksimumiga uyqas túsedi. Fotoplastinkada alınǵan maksimumlarda elektronlardıń kóp bólegi túsedi. Lekin, fotoplastinkada hár túrlı jaylarǵa elektronlardıń túsiw procesi individual halda emes. Náwbettegi elektron shashilgandan keyin qay jerge túsiwin úzil-kesil túrde aytıw múmkin emes. Elektronlardıń ol yamasa
bul jayǵa túsiwiniń málim itimallıǵı ámeldegi tek. Sonday etip, mikroobektlar jaǵdayın jáne onıń ózin tutıwın súwretlew tek itimallıq túsinigi tiykarında aytıw múmkin.
Mikroobektlarni súwretlewde itimallıq jantasıwın kerekligi kvant teoriyasınıń zárúrli qásiyetlerinen bolıp tabıladı. Kvant mexanikasında mikroolamda obiektler jaǵdayın súwretlew ushın tolqın funksiya (psi-funksiya) túsinigi kirgizildi. Tolqın funksiyasınıń modulı 2 kvadratı keńisliktiń birlik kóleminde mikrozarralarni tabıw itimallıǵına proporsional. Tolqın funksiyasınıń anıq kórinisi mikrozarra jaylasqan kólemdiń sırtqı sharayatları menen anıqlanadı. Kvant mexanikasınıń matematikalıq apparatı berilgen kúsh maydanında jaylasqan bóleklerdiń tolqın funksiyaların tabıw imkaniyatın beredi. De-Broylni sheksiz monoxromatik tolqını hesh qanday kúsh maydanı tásir etpeytuǵın erkin bólektiń tolqın funksiyası bolıp tabıladı.
Difraksion jaǵdaylar, difraksiyalar júz beredine tosıqlar ólshemleri tolqın uzınlıqları menen birdey bolǵanda kóbirek kórinetuǵın boladı. Bul tolqındıń hár qanday fizikalıq tábiyaatına, atap aytqanda elektron tolqınlarına xos bolıp tabıladı. De-Broyl tolqınları ushın tábiyiy difraksion pánjere bul atom ólshemi tártibindegi fazalıq davrli kristaldıń tártipli dúzilisi bolıp tabıladı (shama menen 0,1 nm). Bunday ólshemli tosqınlıqlardı (mısalı tınıq bolmaǵan ekran daǵı tuynuk) jasalma túrde jaratıp bolmaydı, lekin de-Broyl tolqınları tábiyaatın túsindiriw ushın qıyalda tájiriybe ótkeriw múmkin. Mısalı D keńligindegi birden-bir sańlaqtaǵı elektronlar difraksiyasini kórip shıǵamız.
Sańlaq arqalı ótken elektronlardıń 85% ten kóplegeni difraksiya oraylıq maksimumga túsedi. Bul maksimumning (1 múyesh yarım keńligi).
Sańlaqtaǵı elektronlar difraksiyasi. Ońındaǵı grafik fotoplastinkadagi elektronlar bólistiriwi shártinen kelip shıǵadı. Bul tolqın teoriyası formulası bolıp tabıladı. Korpuskulyar kózqarasınan esaplaw múmkin, sańlaq arqalı ushıp ótken elektron perpendikulyar jóneliste qosımsha impulsga iye boladı. Oraylıq maksimum sırtında fotoplastinkaga túsetuǵın 15% elektronlardı názerge almay esaplaw múmkin, kese impulsning maksimal ma`nisine teń. Bul jerde r - elektron impulsi bolıp, ol de-Broyl tolqınına tiykarlanıp h / ǵa teń. Sańlaq arqalı ótetuǵın elektron r Impuls úlkenligi ózgermeydi, sebebi Tolqın uzınlıǵı ózgermeytuǵın bolıp qaladı. Bul munasábetlerden kelip shıǵadı. Kvant mexanikası mikrozarralarining tolqın ózgeshelikin ańlatiwshı, kórinisinden ápiwayı bolıp kóringen bul munasábet júdá tereń mánis kásip etedi. Sańlaq arqalı elektronlardıń ótiwi haqqındaǵı eksperimentda ol - elektron koordinatasın y=D Anıqlıq menen ólshew múmkin. y úlkenligin ólshew koordinata uǵımsızlıǵı dep ataladı. Usınıń menen bir waqıtta ol anıqlıǵı ol elektron impulsi quraytuǵınsı sańlaq arqalı ótiw waqtında ry ǵa teń yamasa eger difraksion tábiyat kórinisiniń qońsılas maksimumi esapqa alınsa úlken bolıwı da múmkin. Bul shama impuls proyeksiyası uǵımsızlıǵı dep ataladı hám py benen belgilenedi.
|
| |
