电子衍射实验演示

实验目的

观察电子衍射图样，认识电子的波动性及波长与加速电压的关系。

实验原理

运动电子的德布罗意波长 λ = h/p，加速电压越高，电子动量越大，波长越短。电子波长与晶体中原子间距相当时，晶体对电子波产生衍射。粒子若只有粒子性，则不会出现这样的衍射图样。

实验器材

• 电子枪
• 可调加速电压
• 晶体薄膜（如石墨或金属箔）
• 荧光屏

实验步骤

1. 观察装置，认识电子枪、晶体薄膜和荧光屏。
2. 接通加速电压，使电子束射向晶体薄膜。
3. 观察荧光屏上出现的衍射图样并记录形状。
4. 升高加速电压，观察圆环半径的变化。
5. 降低加速电压，再次比较图样。

实验现象与结论

荧光屏上出现明暗相间的同心圆环，这是衍射图样。提高加速电压后，电子波长变短，圆环半径变小；降低电压则圆环变大。说明电子具有波动性，且波长与动量成反比。

注意事项

• 实物电子衍射管工作电压很高，须在教师指导下使用。

常见问题

电子衍射和电子干涉有什么共同点？

两者都是电子波动性的表现，都出现明暗相间的图样，都说明电子的运动遵循波的规律。

为什么提高加速电压，衍射圆环会变小？

电压越高，电子动量越大，德布罗意波长越短，衍射偏转角越小，圆环半径就变小。