Sprawozdanie

Ćwiczenie W3b

1. Cel ćwiczenia:

   Celem ćwiczenia jest obserwacja zjawiska dyfrakcji elektronów oraz pomiarów odległości między płaszczyznowych w graficie.

2. Przebieg pomiaru:

   Wszystkie fale, niezależnie od rodzaju ulegają odbiciu, dyfrakcji oraz interferencji. Procesy te są wynikiem wzajemnego oddziaływania fali i cząsteczek ośrodków, które fala napotyka na swojej drodze. Badanie powyższych zjawisk jest szeroko wykorzystywane do określania struktury ośrodka. Celem ćwiczenia było wyznaczenie odległości między płaszczyznowych w polikrystalicznej warstwie grafitu oraz obserwacja zjawiska dyfrakcji elektronów.

3. Opracowanie wyników:

   Tabela wartości napięć anodowych U_A i odpowiadających im średnic „D” dla każdego pierścienia.

Lp	Napięcie anodowe [V]	Mniejszy okrąg [mm]	Większy okrąg [mm]
1	4000	26.5	46.5
2	4500	24.2	45
3	5000	22.1	38
4	5500	21	37.8
5	6000	19	35
6	6500	19	32.7
7	7000	18.3	31.7
8	7500	17.2	31.2
9	8000	17	30.5
10	8500	16	29
11	9000	15.4	27.5

4. Obliczenia:

   Obliczamy „sin 4Θ, wartość kąta „Θ” oraz „sin Θ”

   Korzystamy ze wzoru ,

   gdzie: R=65 mm- promień lampy

   D- średnica badanego okręgu.

   Przykładowe obliczenia:

   Dla U_A= 4kV

   = =0.203846

   sin 0= 0.050961=> 0= 2.921115°

Zestawienie wyników w tabeli:

a) Dla małego okręgu:

b) Dla dużego okręgu:

5. Wykresy prostych oraz obliczanie współczynników nachylenia prostych metodą najmniejszych kwadratów:

a) Dla małego okręgu:

Współczynnik nachylenia prostej = 2,2542552

Błąd współczynnika nachylenia Δ = 0,111069

Współczynnik koleracji r= 0,99114

b) Dla dużego okręgu:

Współczynnik nachylenia prostej = 1,406179*

Błąd współczynnika nachylenia Δ = 0,087271*

Współczynnik koleracji r= 0,79144

6. Obliczanie odległości między płaszczyznowych d:

gdzie:

h= - stała Ploncka

a- współczynnik nachylenia prostej

m= - masa spoczynkowa elektronu

e= - ładunek elektronu

a) Odległość między płaszczyznowa małego okręgu:

=272,2 pm

b) Odległość między płaszczyznowa dużego okręg:

=436,37 pm

7. Obliczanie błędu wielkości d:

8. Obliczanie błędu względnego:

*100%= *100%= 4,92%

*100%= *100%= 6,2%

9. Ostateczne wyniki:

   = 272,2 pm

   = 436,37 pm

10. Wnioski:

Błędy w pomiarach mogą być spowodowane niedokładnością w odczytywaniu wyników lub z niedokładności sprzętu pomiarowego. Na błąd rachunkowy wpływ miało przybliżenie wartości sinusów i wartości kątów „Θ”.