Deneyin Amacı: Bir tek kristalde düzlemler arası uzaklığın ölçülmesi ve h planck sabitinin tayini.

Kristal Örgü: Kristal maddede atom veya moleküller düzgün dizildiklerinden belli atomlar belli düzlemleri oluştururlar. Üç boyutlu uzayda düzlemlerin kesişme noktalarını birleştirirsek meydana gelen ağa kristal örgüsü denir.

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

Spektrum: Bir ışın demetinin frekansına, dalga boylarına, enerjilerine yada saçılma açılarına göre ayrılması sonucu oluşan desene denir. 3�e ayrılır;

1-     Çizgi Spektrumu: Atoma bağlı iç yörünge elektronlarının dış yörüngelere uyarılması sonucunda atomun temel hale geçişi sırasında yayımlanan spektrumdur.

2-     Bant (şerit) Spektrumu: Bantlar arası geçişte oluşan spektrumdur. Molekül halindeki gazlara aittir. İletkenlik bandından valans bandına geçiş söz konusudur.

3-     Sürekli Spektrum: İvmeli hareket yapan yüklerden oluşur. Bu spektrumun olması için 2 şart vardır.

·        Yük belli bir kütleye sahip olmalı.

·        Yük ivmeli hareket yapmalı.

                Sürekli spektrum yüksek enerjili elektronun maddede adım adım yavaşlamasıyla meydana gelir.

X Işınları: Yeterli derecede hızlı elektronların bir noktaya çarptırılarak frenlenmesi sonucu yüksek frekanslı bir elektromagnetik dalga elde edilir. Bu dalgaya X ışını denir.

X Işınlarının Özellikleri:

·        Çok kısa dalga boylu elektromagnetik dalgadan oluştukları için yüklü tanecikler değildirler.

·        Fotoğraf filmine etki ederler.

·        Çok kısa dalga boylu olduklarından her maddede kolaylıkla fotoelektrik olay oluştururlar ve gazları iyonlaştırırlar.

·        Canlı dokuları harap ederler.

·        Yansıma, kırılma, kırınım ve kutuplanma özelliği gösterirler.

·        X ışınlarının yayılma hızı 3.108 m/s dir.

·        Dalga boyları 1A0 ile 0,01 A0 arasındadır.

Fotoelektrik Olay: Bir metal yüzeye ışığın düşürülmesiyle yüzeyden elektron sökülmesi olayına fotoelektrik olay denir.

Atom: Bir maddenin kimyasal ve fiziksel özelliklerini gösteren en küçük parçasıdır.

Potansiyel Fark (gerilim): Sonsuz bir noktadaki pozitif deneme yükünü sonsuzdan bir noktaya getirmek için birim yük başına yapılması gereken iştir.

Miller İndislemesi: Üç boyutu koordinat sisteminde x=1, y=0, z=0;  x=2, y=0, z=0 gibi indislerden oluşan düzleme denir.

Tek Kristal: Tek bir doğrultuda büyütülen kristaldir.

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.

Girişim: İki veya daha fazla uyumlu dalganın birbirine rastladıkları herhangi bir noktada üst üste binmesi olayına denir.

Dalga Boyu: Ararda gelen iki özdeş nokta arasındaki mesafedir.

Periyot: Bir tam titreşim için geçen süredir.

Frekans: Birim zamandaki titreşim sayısıdır.

Bragg Bağıntısı:

         2                       2^ı

  1                                       1^ı

Deneyin Yapılışı:

        Deneyde bir x ışını tüpü kullanılmaktadır. Aletin x ışınları çıkışı penceresine bir zikronyum filitre yerleştrilerek tek dalga boylu x ışınlar demeti elde edilir. 40 dk lık ölçme zamanı ayarlanır. Emisyon akımı düğmesi  0,4 mA�e tüp gerilimini de 21 kV olarak ayarlanır. Her bir açısını 0-31o arası birer derece arttırarak dört  adet ölçü alınıp ortalamaları alınır. Maksimum nokta etrafında birkaç noktada yarımşar derecelik. ölçü alınır

        Deneyin ikinci kısmında ölçme zamanı 20 dk�ya ayarlanır. 1. kısım daki işlemler 4-13 arasında yarımşar derecelik artışlarla 23,5 V ve 0,4 mV için yapılır.

1.      Kısım (zikronyum filitre takılı iken)

V=21.103 V I= 0,4 mA

açısı                    sayma/sn (ort)                    açısı                        sayma/sn (ort)

          0                                             11,85                                      15                           3,15

          1                                             0,4                                          16                           2,3

          2                                             0,7                                          17                           19,5                       

          3                                             0,25                                        18                           1,8

          4                                             0,4                                          19                           1,95

          5                                             0,65                                        20                           1,35

          6                                             0,55                                        21                           2,65

          7                                             3,55                                        21,5                        26,65      

          7,5                                          5,4                                          22                           3,35

          8                                             6,6                                          22,5                        2,7

          8,5                                          7,1                                          23                           2,4

          9                                             4,9                                          24                           1,9

          9,5                                          4,4                                          25                           1,6

          10                                           3,15                                        26                           2

          11                                           83,9                                        27                           1,9

          11,5                                        23,65                                      28                           1,2

          12                                           12,1                                        29                           1,15

          13                                           7,55                                        30                           0,7

          14                                           5,1                                          31                           0,8

32                                         1,4

9o, 11o ve 22o derecelerde maxsimum saymalara ulaşmıştır. Maxsimum saymalara ulaşıldığında bu maksimum nokta etrafında birkaç noktada yarımşar derecelik artışlarda ölçeriz.

·            9o  sayma/san

·            11o

·            22o

·            olur.

·             ( bragg bağıntısı. Buradan  olur.

·            n = 1 için 1 =9  

·            n =2 için 2 =11

·            n =3 için  3 =22

·            dort= 2,943.10-10m bulunur.

II. Kısım (zikronyum filitre çıkarıldıktan sonra)

V= 23,5.103 V      I=0,4 mA                  

                            sayma/sn                                                   sayma/sn                  

4                             1,45                            9                                 49,8

4,5                          1,55                            9,5                              49,65

5                             2,1                              10                               129,1

5,5                          20,5                            10,5                            50,65             

6                             3,3                              11                               148,95

6,5                          12,85                         11,5                            59,5

7                             29,2                            12                               38,3

7,5                          37,4                            12,5                            33,65

8                             43                               13                               27,85

8,5                          46,5

·        burada  olur. dort= 2,943.10-10m=2,94 Ao alınır.

        Q1= 4  Ao

        Q2= 4,5 Ao

        Q3= 5  Ao

        Q4= 5,5 Ao

        Q5= 6  Ao

        Q6= 6,5  Ao

        Q7= 7  Ao

        Q8= 7,5 Ao

        Q9= 8  Ao

        Q10= 8,5 Ao

        Q11= 9            Ao

        Q12= 9,5 Ao

        Q13= 10 Ao

        Q14= 10,5 Ao

        Q15= 11 Ao

        Q16= 11,5 Ao

        Q17= 12 Ao

        Q18= 12,5 Ao

        Q19= 13   Ao

·       =0,410 Ao           min= 0,410.10-10 m olur.

·        Ve = =

V=23,5 kV       V= 23500 volt

e = 1,6.10-19 Colup

c = 3.108 m/s

h =  j.sn bulunur.

Enerji İfadelerini Karşılaştıracak Olursak;

·        K için enerji

E =              h = 6,62.10-34 j.s

                                           c = 3.108 m/s

                                     = 0,71.10-10m

E = =jole

·        Bizim bulduğumuz min için enerji;

E = =jole

 Cevaplar:

1-     x ışınları tüpü termoiyonik bir tüp olup katodu tungsten bir fitilden ibarettir. Şayet fitil kızdırılacak olursa dışarıya elektron saçar. Bu elektronlar uygulanan gerilim altında hedefe doğru hızlandırılırlar. Anod, tungsten ve malibden gibi erime noktası yüksek olan maddelerden yapılır. Anot ile katot arasına uygulanan gerilime elektronlar katoddan anoda doğru giderken kırınıma uğrayarak saçılırlar ve x ışınları meydana gelir. X ışınları hızlı hareket eden elektronların bir maddeye çapmasıyla da elde edilirler.

2-     bağıntısına �Bragg Bağıntısı� denir.

3-     Bragg yansımasında yansımanın mertebesi biliniyorsa yansıma açısının sinüsü dalga boyuyla doğru orantılıdır. Ayrıca yansıma açısının sinüsü kristal örgüleri arasındaki uzaklıkla ters orantılıdır.

4-     Termo iyonik olay; ısıtılarak potansiyel engeli geçmeye yarayacak kinetik enerji kazanıp, elektronların dışarıya yansımasıdır. Ayrıca termoiyonik olay, bir metal yüzeyden termal yollarla elektron koparılması olayıdır.