20201213 235919 1 北京科技大学物理实验电子衍射.docx

电子衍射
实验报告
学院
数理
班级
物理1802
学号
41821051
姓名
郭潇然
同组人 曾庆鸿 实验日期
实验目的与实验仪器
实验目的：
掌握并验证德布罗意关系式；
掌握用电子衍射法测量晶体的晶格常数的方法及原理；
掌握密勒指数的含义，并学会分辨衍射环所对应的密勒指数。
二、实验原理
（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）
若一电子束以速度 v 通过晶体膜，这些电子束的德布罗意波的波长为：
中h为普朗克常数，p=mv为运动电子的动量。由于电子的动能：
12mv2=eU(U为加速电压)
所以电子的德布罗意波长：
λ=h2meU=(150/U)1/2
原子在晶体中是有规则排列的，形成各种方向的平行面，每一族平行面可以用密勒指数（h k l）来表示。现在考虑电子波射在原子构成的一族平行面上
(自己画一张)
若入射波束和平面之间的夹角为 q ，两相邻平面间的距离为 d，则强波束射出的条件为：
当q角很小时，sinq可用r/2D代替。其中，r为衍射环半径，D为金属薄靶到荧光屏的 距离。由于密勒指数为（h k l）的一族平面，相邻平面间的距离：
将干涉加强的条件代入并整理得到：
其中H=nh，K=nk，L=nl，即从密勒指数为（h k l）平面的任意n级布拉格衍射都可以看作为（H K L）面的第一级布拉格衍射。
三、实验步骤
（要求与提示：限400字以内）
求运动电子的波长，验证德布罗意关系式：
用毫米刻度尺对不同的加速电压直接测量衍射环的半径 r。靶到屏之间的距离 D，每个仪器都已标明。
从10kV开始，每隔1kV改变一次，直至加到电压值为20kV，测量改变电压过程中同级圆环的半径r。计算对应的德布罗意波德波长。并将这两式算得的结果进行比较。
测量晶体的晶格常数
在电子加速电压为10kV、15kV、20kV时分别测量金的不同反射面时的衍射纹半径r，计算金的晶格常数。
测量衍射环所对应的密勒指数。
计算普朗克常数值：
画出l2 ~1/U 的图形，并由此计算普朗克常数值。
四、数据处理
（要求与提示：对于必要的数据处理过程要贴手算照片）
整理所得的数据，列表：
从10kV开始，每隔1kV改变一次，直至加到电压值为20kV，测量改变电压过程中同级圆环的半径r。所选反射面为（220）：
D=258±3mm,a=
加速电压/KV











d1/cm











d2/cm











d3/cm











平均半径r/cm