1.Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest:

1.Obserwacja zjawiska dyfrakcji elektronów.

2.Pomiar odległości międzypłaszczyznowych w graficie.

2. Przebieg doświadczenia

Układ pomiarowy tego doświadczenia składał się z: szklanej lampy próżniowej, zasilacza wysokiego napięcia oraz regulatora napięcia hamującego i ogniskującego. Poprzez zmianę napięcia hamującego uzyskaliśmy na ekranie lampy jak najbardziej jaskrawe okręgi, będące obrazem wiązki odbitej od płaszczyzn grafitu, a regulując napięcie ogniskujące okręgi o ostrych krawędziach. Za pomocą suwmiarki mierzyliśmy średnicę każdego z otrzymanych okręgów, zwiększając po każdym pomiarze napięcie anodowe o 0,5 kV, zaczynając doświadczenie od 4 kV i kończąc na 9 kV.

3. Wyniki pomiarów

Lp.	Napięcie UA [kV]	Średnica D okręgu 1 [mm]	Średnica D okręgu 2 [mm]
1.	4	22	39
2.	4,5	21	37
3.	5	20	36
4.	5,5	19	34
5.	6	18	32
6.	6,5	18	31
7.	7	17	29
8.	7,5	17	28
9.	8	16	27
10.	8,5	15	27
11.	9	15	26

4. Obliczenia

• Wartość
  , gdzie R jest promieniem lampy R= 65 mm

Lp.	Średnica D1 okręgu 1 [mm]	Średnica D2 okręgu 2 [mm]			[deg]	[deg]
1.	22	39	0,169	0,300	2,41	4,36	0,042	0,076
2.	21	37	0,162	0,285	2,35	4,13	0,041	0,072
3.	20	36	0,154	0,276	2,24	4,01	0,039	0,070
4.	19	34	0,146	0,262	2,12	3,78	0,037	0,066
5.	18	32	0,138	0,246	2,01	3,55	0,035	0,062
6.	18	31	0,138	0,238	2,01	3,44	0,035	0,060
7.	17	29	0,131	0,223	1,89	3,21	0,033	0,056
8.	17	28	0,131	0,215	1,89	3,10	0,033	0,054
9.	16	27	0,123	0,207	1,78	2,98	0,031	0,052
10.	15	27	0,115	0,207	1,66	2,98	0,029	0,052
11.	15	26	0,115	0,200	1,66	2,87	0,029	0,050

• Wartość
  

Lp.	Napięcie UA [V]
1.	4000	0,016 V	0,042 = f(0,016 V)	0,076 = f(0,016 V )
2.	4500	0,015 V	0,041 = f(0,015 V)	0,072 = f(0,015 V)
3.	5000	0,014 V	0,039 = f(0,014 V)	0,070 = f(0,014 V)
4.	5500	0,013 V	0,037 = f(0,013 V)	0,066 = f(0,013 V)
5.	6000	0,013 V	0,035 = f(0,013 V)	0,062 = f(0,013 V)
6.	6500	0,012 V	0,035 = f(0,012 V)	0,060 = f(0,012 V)
7.	7000	0,012 V	0,033 = f(0,012 V)	0,056 = f(0,012 V)
8.	7500	0,012 V	0,033 = f(0,012 V)	0,054 = f(0,012 V)
9.	8000	0,011 V	0,031 = f(0,011 V)	0,052 = f(0,011 V)
10.	8500	0,011 V	0,029 = f(0,011 V)	0,052 = f(0,011 V)
11.	9000	0,011 V	0,029 = f(0,011 V)	0,050 = f(0,011 V)

• Nachylenie prostych oraz błędy współczynników nachylenia dla okręgu 1.

• Nachylenie prostych oraz błędy współczynników nachylenia dla okręgu 2 .
  

• Odległości międzypłaszczyznowe d , gdzie:

h - stała Plancka = 6,62 * 10 ^-34 J·s

m - masa spoczynkowa elektronu = 9,1 *10 ^-31 kg

e- ładunek elektronu = 1,6 * 10 ^-19 C

a - współczynnik nachylenia prostej

=
=
=

=
=1,7 * 10^-9 m

=
=3,4 * 10^-9 m

• Błąd odległości międzypłaszczyznowych Δd metodą różniczki zupełnej ( wpływ błędów wyznaczenia stałych h, e, m na błąd wielkości d został pominięty)

=
=
=
=

=

=
=
= =
=
=

Ostateczne wyniki :

5. Wnioski

Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że wraz ze zmianą napięcia zmienia się średnica okręgów, będących obrazem wiązki odbijających się od płaszczyzn grafitu (średnica ta maleje przy wzroście napięcia). Zmiana średnicy okręgów odwzorowuje zmieniającej się odległości miedzypłaszczyznowe grafitu . Okrąg o większej średnicy przedstawia mniejsze odległości płaszczyzn sieciowych zaś okrąg o średnicy mniejszej odzwierciedla większe odległości ( wynika to z przeprowadzonych obliczeń).

Przeprowadzone badania są obarczone błędem wzroku ludzkiego, gdyż średnicę okręgów były mierzone suwmiarką , a odczytywane były z podziałki przez człowieka przeprowadzającego pomiar. Dokładny pomiar był także utrudniony przez niedokładność aparatury, którą należało wykorzystać w doświadczeniu , gdyż nie pozwalała ona uzyskać okręgów z ostrymi krawędziami ( bez poświaty).

5

---