电子双缝干涉演示

实验目的

观察电子双缝干涉图样，理解实物粒子也具有波动性。

实验原理

德布罗意提出，运动的实物粒子也具有波动性，其波长 λ = h/p，其中 h 为普朗克常量，p 为粒子动量。电子通过双缝时，其概率波在屏上叠加，电子到达概率大的位置形成亮纹，概率小的位置形成暗纹。相邻条纹间距 Δx = Lλ/d。

实验器材

• 电子枪（电子源）
• 加速电压
• 双缝
• 荧光屏或探测屏

实验步骤

1. 观察装置，认识电子枪、双缝和探测屏的位置。
2. 启动电子发射，先观察电子数量很少时屏上的亮点分布。
3. 继续发射电子，观察亮点不断累积后的图样。
4. 记录屏上明暗相间条纹的分布特点。
5. 若装置可调，改变加速电压，比较条纹间距的变化。

实验现象与结论

电子数较少时，屏上亮点位置看似随机，体现粒子性；电子数增多后，亮点累积成明暗相间的干涉条纹，体现波动性。若调高加速电压，电子动量增大，波长变短，条纹间距变小。说明电子具有波粒二象性。

常见问题

电子一个一个发射，为什么也能出现干涉条纹？

每个电子的落点是随机的，但落点的概率分布由波的叠加决定，大量电子累积后便显出干涉条纹。

电子干涉说明电子是波还是粒子？

两者都是。电子被探测到时是一个个点，体现粒子性；累积的分布出现干涉条纹，体现波动性。