Practica: difracción de electrones

Objetivo
1. Medir el diámetro de los dos anillos de difracción más pequeños con las diferentes tensiones del ánodo.
2. Calcular la longitud de onda de los electrones de los voltajes del ánodo.
3. Determinar el espacio interplanar del grafito a partir de la relación entre el radio de los anillos de difracción y la longitud de onda.

RESUMEN
Conectamos una fuente de voltaje a un vulvo devidrio que contenia una película policristalina; al exitarlos con un voltaje el electron se dispersaba y formaba distancias interplanares del material, posteriormente medimos los diámetros de los dos discos que se formaban con un vernier para mayor precisión, anotando los resultados en una tabla e incrementando los voltajes de la fuente desde los valores de 4.8 kV a 6.2 kV

Marco Teorico
Ley debragg
La ley de Bragg permite estudiar las direcciones en las que la difracción de rayos X sobre la superficie de un cristal produce interferencias constructivas, dado que permite predecir los ángulos en los que los rayos X son difractados por un material con estructura atómica periódica (materiales cristalinos).
La interferencia es constructiva cuando la diferencia de fase entre la radiaciónemitida por diferentes átomos es proporcional a 2π. Esta condición se expresa en la ley de Bragg:

Donde
n es un número entero,
λ es la longitud de onda de los rayos X,
d es la distancia entre los planos de la red cristalina y,
θ es el ángulo entre los rayos incidentes y los planos de dispersión.


De acuerdo al ángulo de desviación (2θ), el cambio de fase de las ondas produce interferenciaconstructiva (figura izquierda) o destructiva (figura derecha).
Estructura de Grafito
El grafito es una de las formas alotrópicas en las que se puede presentar el carbono junto al diamante, los fulerenos, los nanotubos y el grafeno. A presión atmosférica y temperatura ambiente es más estable el grafito que el diamante, sin embargo la descomposición del diamante es tan extremadamente lenta quesólo es apreciable a escala geológica.


Estructura atómica del grafito.
En el grafito los átomos de carbono presentan hibridación sp2, esto significa que forma tres enlaces covalentes en el mismo plano a un ángulo de 120º (estructura hexagonal) y que un orbital Π perpendicular a ese plano quede libre (estos orbitales deslocalizados son fundamentales para definir el comportamiento eléctrico delgrafito). El enlace covalente entre los átomos de una capa es extremadamente fuerte, sin embargo las uniones entre las diferentes capas se realizan por fuerzas de Van der Waals e interacciones entre los orbitales Π, y son mucho más débiles.
Se podría decir que el grafito son varias capas de grafeno montadas.
Esta estructura laminar hace que el grafito sea un material marcadamente anisótropo.
Elgrafito es un mineral muy parecido al diamante, se conoce un proceso por el cual el grafito puede convertirse en diamante, pero es muy costoso así que las empresas no han tomado esta oportunidad como favorable.


Ecuacion de Broglie
La dualidad onda-corpúsculo, también llamada dualidad onda-partícula, postula que todas las partículas presentan propiedades de onda y partícula.
De acuerdo conla física clásica existen diferencias entre onda y partícula. Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa mientras que una onda se extiende en el espacio caracterizándose por tener una velocidad definida y masa nula.
En 1924, el físico francés, Louis-Victor de Broglie (1892-1987), formuló una hipótesis en la que afirmaba que:
Toda la materia presenta características tanto ondulatoriascomo corpusculares comportándose de uno u otro modo dependiendo del experimento específico.
Para postular esta propiedad de la materia De Broglie se basó en la explicación del efecto fotoeléctrico, que poco antes había dado Albert Einstein sugiriendo la naturaleza cuántica de la luz. Para Einstein, la energía transportada por las ondas luminosas estaba cuantizada, distribuida en pequeños...