Difraccion de electrones

OBJETIVO
Comprobar la hipótesis de De Broglie y de Bragg, así como el carácter ondulatorio de las partículas, así mismo estudiaremos la estructura cristalina de los materiales sólidos.
RESUMEN
El análisis del patrón de difracción es básicamente un proceso para identificar la red reciproca de algún material en particular. En el laboratorio observaremos el fenómeno de difracción sobre unapantalla fluorescente, en el cual se denotan anillos de interferencia. El espacio interplanar que se mostrara en el grafito, este se determina del diámetro del anillo y el voltaje del acelerador.
INTRODUCCIÓN
Los estudiantes que se inician en la naturaleza dual de la luz, con frecuencia encuentran este concepto difícil de aceptar. Se está acostumbrado a considerar cosas como los bates de beisbolcomo partículas y otras cosas, como las ondas sonoras, únicamente como una forma de movimiento ondulatorio. Todas las observaciones a gran escala pueden ser interpretadas ya sea una explicación ondulatoria o una explicación de partículas, pero en el mundo de los fotones y de los electrones, esta distinción no está hecha con tanta claridad. Todavía más desconcertante es el hecho de que, bajo ciertascondiciones, estas que sin ninguna ambigüedad se identifican como “partículas” que ¡exhiben características ondulatorias!
En su disertación doctoral en el año 1923, Louis de Broglie postulo que “ya que los fotones tienen a la vez características ondulatorias y de partículas, es posible que todas las formas de la materia tengas propiedades”. Esta era una idea en extremo revolucionaria que en esasfechas no tenía confirmación experimental. Según De Broglie, los electrones, justo igual que la luz, tienen una naturaleza dual partícula-onda.
Partiendo de la ecuación de la cantidad de movimiento de un fotón (Efecto Compton)
p=hλ
Esta ecuación muestra que la longitud de onda del fotón puede especificarse por su cantidad de movimiento: λ=h/p. De Broglie sugirió que las partículas materialesque tengan una cantidad de movimiento p tienen una longitud de onda característica dada por la misma expresión, λ=h/p. Porque, p=mv es la magnitud de la cantidad de movimiento de una partícula de masa m y de rapidez u, la longitud de onda De Broglie de dicha partícula es igual a la longitud de onda de De Broglie para una partícula móvil a cualquier rapidez u es λ=h/ϒmu, siendoϒ=[1-(u2-c2)]-21.

λ=hp=hmu
Longitud de onda de De Broglie
Además en analogía con los fotones, De Broglie postulo que las partículas obedecen la relación de Einstein E=hf, donde E es la energía total de la partícula. En tal caso, la frecuencia de una partícula es
f= Eh
Dando que la naturaleza dual de la materia resulta evidente en estas dos últimas ecuaciones, ya que cada una contiene a la vez conceptos departículas (p y E) y cantidades ondulatorias (λ y f).
El fenómeno de difracción de electrones ocurre cuando un haz de electrones golpea la superficie de una película de grafito policristalino depositado sobre una rejilla de cobre y el haz reflejado a un ángulo según la ley de Bragg.
2dsen θ=nλ, n=1,2,3,4…..
Donde d es el espacio entre los planos atomicos del carbono y es el ángulo entre elhaz de electrones y los planos de la red cristalina.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
1. Conectar los cables de conexión al tubo de difracción de electrones.
2. Conectar la fuente de alto voltaje al ánodo G3 por medio del resistor de 10M.
3. Aplicar el voltaje G1 y los voltajes de la red 4(G4) y G3, para poder observar los anillos de difracción.
4. Variar el voltaje de la fuente de altovoltaje a partir de a 4KV (variar de 05KV hasta 9KV)
5. Medir el diámetro de los anillos de difracción más pequeños a diferentes voltajes. (Para determinar el diámetro de los anillos de difracción, mida el borde del interior y exterior con el vernier y tome el promedio. OBSERVACIÓN: Tomar en cuenta que hay otro anillo tenue inmediatamente después del segundo anillo )
6. Realizar una tabla...