Дыфракцыя электронаў

Дыфракцыя электронаў - працэс рассейвання электронаў на сукупнасці часціц рэчыва, пры якім электрон праяўляе хвалевыя ўласцівасці. Дадзенае з'ява называецца карпускулярна-хвалевым дуалізмам, у тым сэнсе, што часціца рэчывы (у дадзеным выпадку электроны) можа быць апісана, як хваля.

Пры выкананні некаторых умоў, прапускаючы пучок электронаў праз матэрыял, можна зафіксаваць дыфракцыйную карціну, якая адпавядае структуры матэрыялу. Таму працэс дыфракцыі электронаў атрымаў шырокае прымяненне ў аналітычных даследаваннях розных матэрыялаў. Метады вывучэння будовы рэчыва, заснаваныя на рассеянні паскораных электронаў на доследным узоры часам называюць электронаграфіяй. Электронаграфія падобная з рэнтгенаструктурным аналізам і нейтронаграфіяй.

Гісторыя

Гіпотэза дэ Бройля, сфармуляваная ў 1924, прадказала, што часціцы, таксама як і фатоны, павінны мець хвалевы характар. Формула дэ Бройля была пацверджана трыма гадамі пазней для электронаў (якія маюць масу спакою) з наглядам электроннай дыфракцыі ў двух незалежных эксперыментах Томсана і Джозэфа Дэвісана, за якія яны пасля атрымалі Нобелеўскую прэмію па фізіцы.

Вобласці прымянення

Дыфракцыя павольных электронаў

Дыфракцыя павольных электронаў скар., ДПЭ, ДЭНЭ інакш дыфракцыя электронаў нізкай энергіі (англ.: low-energy electron diffraction скар., LEED) - метад даследавання структуры паверхні цвёрдых цел, заснаваны на аналізе карцін дыфракцыі нізкаэнергетычных электронаў з энергіяй 30-200 эВ, пругка рассеяных ад доследнай паверхні.

Дыфракцыя хуткіх электронаў

Дыфракцыя хуткіх электронаў скар., ДХЭ (англ. reflection high-energy electron diffraction скар., RHEED) - метад даследавання структуры паверхні цвёрдых цел, заснаваны на аналізе карцін дыфракцыі электронаў з энергіяй 5-100 кэВ, пругка рассеяных ад доследнай паверхні пад слізгальнымі вугламі.

Дыфракцыя электронаў у электронным мікраскопе, які прасвечвае

Дыфракцыю электронаў на цвёрдым целе звычайна выкарыстоўваюць у электронным мікраскопе, які прасвечвае, дзе электроны праходзяць праз тонкую плёнку або часцінку вывучаемага ўзору. Дыфракцыйная карціна, якая атрымліваецца, назіраецца на люмінесцэнтнам экране і запісваецца альбо на фотастужку, альбо на CCD-камеру.

Дыфракцыя адлюстраваных электронаў

Як правіла назіраецца ў растравым электронным мікраскопе, абсталяваным спецыяльна прыстаўкай, аднак таксама можа назірацца у электронным мікраскопе, які прасвечвае.

Газавая электронаграфія

Газавая электронаграфія - метад вывучэння будовы малекул. Пры электронаграфічнам даследаванні калиміраваны паток электронаў накіроўваецца ўздоўж параўнальна доўгай вакууміраванай трубы, у якую збоку ўпырскваецца доследнае рэчыва (газападобнае або якое ператвараецца ў газ у момант ўпырсквання).

Кожная малекула рэчывы выступае як набор дыфракцыйных рашотак з перыядамі, роўнымі разнастайным адлегласцям паміж атамамі малекулы. Дыфрагуючы, электроны адхіляюцца ад першапачатковага напрамкі, пасля чаго цэнтральная частка рассеянага рэчыва патоку рэгіструецца ў тарцы трубы фотапласцінкай (пасля праяўкі на ёй з'яўляюцца канцэнтрычныя акружнасці) ці іншым дэтэктарам, а электроны, якія адхіліліся дастаткова моцна, паглынаюцца сценкамі трубы і не рэгіструюцца. Колькасны аналіз дыфракцыйнай карціны дазваляе вылічыць адлегласці паміж атамамі малекулы, а веданне структуры малекулы дазваляе суаднесці вылічаныя адлегласці з тымі ці іншымі парамі атамаў.

З дапамогай газавай электронаграфіі разлічваюць геаметрыю малекул, свабодных ад уплыву суседніх малекул (у рэчыве, што знаходзіцца ў вадкім або цвёрдым агрэгатных станах, такі ўзаемаўплыў непазбежны). Супастаўленне вынікаў электронаграфічнага даследавання пароў рэчывы з вынікамі рэнтгенаграфічнага даследавання крышталяў таго ж рэчывы дэманструе ўплыў на малекулу крышталічнага поля.

Гл. таксама

• Дыфракцыя
• Дыфракцыя святла
• Гіпотэза дэ Бройля
• Квантавая механіка