报告正文

 

第二篇：16电子衍射实验报告

电子衍射实验

一、 实验目的：

测量运动电子的波长，验证德布罗意公式。理解真空中高速电子穿过晶体薄膜时的衍射现象，进一步理解电子的波动性。掌握晶体对电子的衍射理论及对立方晶系的指标化方法；掌握测量立方晶系的晶格常数方法。

二、实验原理

设电子初速度为零，在电位差为V 的电场中作加速运动。在电位差不太大时，即非相对论情况下，电子速度（光在真空中的速度），故其中为电子的静止质量。

它所达到的速度v 可 由电场力所作的功来决定：（2）

将式（2）代入（1）中，得：（3）

式中 e 为电子的电荷， m 为电子质量。将、、，各值代入式（3），可得：（4）

其中加速电压V 的单位为伏特（V），λ的单位为米。由式（4）可计算与电子德布罗意平面单色波的波长。而我们知道，当单色 X 射线在多晶体薄膜上产生衍射时，可根据晶格的结构参数和衍射环纹大小来计算波长。所以，类比单色 X 射线，也可由电子在多晶体薄膜上产生衍射时测出电子的波长λ 。如与λ在误差范围内相符，则说明德布罗意假设成立。

2. 电子衍射的基本理论

q nd =sin2 (n = 0，1，2， ……)式中λ为入射电子波的波长，d为相邻晶面间的距离，即晶面间距，θ为电子波的掠射角，n是整数，称为衍射级次（如图2）。

本实验是观察多晶体样品（靶）金的电子衍射。多晶样品是取向杂乱的小晶粒的集合体。电子衍射图象可以看成是这些小晶粒的电子衍射图象的重迭。由于这些小晶粒的取向是完全杂乱的，因此靶的衍射图象是与入射电子来向对称的许多同心圆环在荧光屏上所看到的光环。

三．实验仪器：电子衍射仪