Deneyin Amacı: Elektronun kırınımını kullanmak suretiyle grafit polikristal tabakalarından geçirilen elektronların girişimini görünür yapmak ve böylece elektronların dalga özelliklerini açık bir şekilde göstermek. De broglie bağıntısını ispat etmektir.

Fiziksel Terimlerin Tanımları:

Girişim: İki ve daha fazla uyumlu dalganın birbirine rastladıkları herhangi bir noktada üst üste binmesi olayıdır.

Kırınım: Işığın kendi dalga boyuna eşit yada küçük boyda bir yarıktan geçerek yayılması olayıdır.

Kırılma: Işığın bir ortamdan başka bir ortama geçerken doğrultu değiştirmesidir.

Yansıma: Işığı bir engele çarptıktan sonra geldiği açıyla geri dönmesi olayıdır.

Dalga: Esnek ortamlar da meydana gelen titreşimlerin hareketinin yayılması olayıdır. Dalga ile madde taşınmaz, hareket ve enerji taşınır.

Titreşim: Sabit bir nokta etrafında meydana gelen periyodik hareketlere denir.

Dalga boyu: Bir dalgada ard arda gelen iki özdeş nokta arasındaki mesafedir.

Genlik: Titreşen bir cismin denge konumundan itibaren alabileceği maxsimun mesafeye denir.

Periyot: Bir tam titreşim için geçen süredir.

Frekans: Birim zamandaki titreşim sayısıdır.

Kristal: Atom gruplarının üç boyutlu uzayda aynı biçimde düzgün aralıklarla tekrarlanmasıyla oluşan yapılardır.

Polikristal: Kristallerin her doğrultuda dizilerek büyütülmesiyle oluşan kristale denir. Polikristaller üzerine gönderilen elektronu her yönde dağıtabilirler.

Potansiyel: Sonsuzdaki bir yükü elektrik alan içerisinde bir noktaya getirebilmek için elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iştir.

Potansiyel Fark: Elektrik alan içerisindeki  bir yükü yine elektrik alan içerisindeki bir noktaya götürebilmek için elektriksel kuvvetlere karşı yapılan iştir.

Kinetik enerji: Cismin hareketinden veya hızından dolayı sahip olduğu enerjidir.

Anot: (+) yüklü iyondur.                                  Katot: (-) yüklü iyondur.

De Broğle Hipotezi: De brogle; her bir dalga sanılan tanecik, her bir tanecik sanılan dalga özeliğine sahip olduğunu kabul etmiştir. Madde parçacıklarının hem dalga hem de tanecik olma gibi ikili karakter göstermeleri gerektiği hipotezi ilgi çekici sonuçlar doğurdu. Kütlesi �m� olan, hızı �v� olan bir parçacıkla ortaklaşan dalganın dalga boyu �h� plack sabiti olmak üzere,  ile verilir. Eğer parçacık �V� gerilimi altında �v� hızı kazanmış bir elektron ise V hızı ışığın c yayılma hızı yanında küçük kaldıkça kinetik enerji 1/2mv2=ev olur. bu elektrona eşlik eden dalganın dalga boyu

·        olur.

Katot Işını: Hızlı elektronlardır. 10000V-60000V arasında bir gerilim uygulandığında katottan elektron koparılır. Koparılan elektronların iletim yoluna bir engel konulduğunda engele çarpan elektronlar ışıma yaparlar. Bu ışımaya katot ışınları denir.

Katot ışınlarının özellikleri:

·        Sürekli spektruma sahiptirler.

·        Çok küçük dalga boyuna sahiptirler.

·        Yüksek frekanslıdırlar.

·        Negatif yüklüdürler.

·        İnce alimünyum levhadan geçebilirler.

·        Zn,S gibi maddeler üzerine düşürüldüklerinde floresans özellik gösterirler.

·        Magnetik alanda saparlar.

·        Katot yüzeyine dikey olarak doğru yönde saparlar.

·        Dalga özelliği gösteren parçacıklar kırınım, girişim, yansıma ve polarizasyon yaparlar. Tanecik özelliği gösteren parçacıklar ise siyah cisim ışıması, fotoelektrik olay, compton olaylarını gerçekleştirirler.

Siyah cisim ışıması: Siyah cisim üzerine hangi dalga boyunda veya hangi frekansta ışık gelirse gelsin gelen ışığı absorbe eden cisme denir. Siyah cismin yaptığı ışımalara da �siyah cisim ışıması� denir.

Fotoelektrik olay: Bir metal yüzeye ışığın düşürülmesiyle yüzeyden elektron koparılması olayına denir.

Compton olayı: Bir metal yüzeye ışığın düşürülmesi sonucunda yüzeyden elektron koparılarak, elektronun saçılması olayına denir. Elektron serbest haldedir.

Mono Kristal: Kristaller bir doğrultuda dizilerek büyüyorsa buna mono kristal denir.

Deneyin Yapılışı ve Hesaplamalar:

Fleman devresi açıldıktan sonra tüpün fitil kısmı hafifçe kızaracaktır. Reosta yardımı ile bunun şiddetini azaltıp çoğalta biliriz. Işıkları söndürüp potansiyeli yavaş yavaş arttırdığımızda kırınıma uğramamış elektron bir noktada odaklanarak ışıklı bir bölge oluşturacaktır. Gerilimi arttırarak kırınım halkaları elde edilir. Ve n=1,2 ye karşılık gelen  açıları hesaplanır. Buradan bragg bağıntısı olan  ifadesinden  değeri hesaplanır. De bogle bağıntısından

Formülünde elde edilen dalga boyu ile karşılaştırılır.

·        Matematiksel İşlemler:

·       Matematiksel İşlemler:

                                                       P= 13,5 cm

                                                             d= 3,4.10^{-10 m}

                                                             V_f= max. 6 V a.c

                                                             I_f= 0,3 amp.

                                                             Va= max. 5 kv d.c.

                                                             Iem= Max. 200 ma

·       1. ölçüm ( n=1) için.

r₁= 1,94 cm,          V= 2,45 kV V=2450 volt

r1= 1,94 cm,          V= 2,45 kV V=2450 volt

tan�dir. Çok küçük açılar için  olur. buradan yı buluruz.

Bragg bağıntısından;

 bulunur.

·        2. ölçüm (n=2)  için,

r2= 3,31 cm,          V= 2,45 kV V=2450 volt

tan�dir. Çok küçük açılar için  olur. buradan yı buluruz.

Bragg bağıntısından;

 bulunur.

 değerinden hareketle planck sabitini bulalım.

=0,434.10-10 m                                       h=

e= 1,6.10-19 columb                                      h=0,434.10-10.

m= 9,1.10-31 kg

V=2450 volt                                                  h=11,59.10-34 j

Buradan teorik ve deneysel  değerlerini yazalım.

0,42.10-10m

·        n= 1 için örgü sabitini bulalım

r1= 1,94 cm = 1,94.10-2m

l= 13,5.10-2 m

·        n= 2 için örgü sabitini bulalım.

r2= 3,11 cm = 3,11.10-2m

l= 13,5.10-2 m

·       

·       

Buradan;

rort= 2,525.10-2 m

0,434.10-10 m               bulunur.

l= 13,5.10-2m

CEVAPLAR:

1- Girişim: İki ve daha fazla uyumlu dalganın birbirine rastladıkları herhangi bir noktada üst üste binmesi olayıdır.

Kırınım: Işığın kendi dalga boyuna eşit yada küçük boyda bir yarıktan geçerek yayılması olayıdır.

Kırılma: Işığın bir ortamdan başka bir ortama geçerken doğrultu değiştirmesidir.

2-    Katot Işını: Hızlı elektronlardır. 10000V-60000V arasında bir gerilim uygulandığında katottan elektron koparılır. Koparılan elektronların iletim yoluna bir engel konulduğunda engele çarpan elektronlar ışıma yaparlar. Bu ışımaya katot ışınları denir.

        Katot ışınlarının özellikleri:

·        Sürekli spektruma sahiptirler.

·        Çok küçük dalga boyuna sahiptirler.

·        Yüksek frekanslıdırlar.

·        Negatif yüklüdürler.

·        İnce alimünyum levhadan geçebilirler.

·        Zn,S gibi maddeler üzerine düşürüldüklerinde floresans özellik gösterirler.

·        Magnetik alanda saparlar.

·        Katot yüzeyine dikey olarak doğru yönde saparlar.

4-     Kırınım olayının meydana gelmesi için olması gerekir. Kristallerdeki düzlemler arası uzaklık elektromagnetik dalga boyu mertebesinde olduğundan her kristalde elektron kırınımı gerçekleşir.