Cel ćwiczenia:

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

Tabela wartości napięć anodowych U_A i odpowiadających im średnic D

dla każdego z pierścieni

Lp.	Napięcie anodowe [V]	Mniejszy okrąg [mm]	Większy okrąg [mm]
1.	4000	24	42
2.	4500	22	39
3.	5000	20	37
4.	5500	19	35
5.	6000	18	34
6.	6500	18	32
7.	7000	17	31
8.	7500	16	30
9.	8000	15	29
10.	8500	15	28
11.	9000	14	26

Obliczenie wartości sin

Aby wyznaczyć wartość sin
musimy znaleźć sin4
, a następnie kąt
.

gdzie:

D jest średnica okręgów

natomiast

R = 65mm jest promieniem lampy

Wartości
dla obu okręgów

Lp.		Średnica mniejszego okręgu [mm]		[rad]		Średnica większego okręgu [mm]		[rad]
1	0,0158	24	0,1846	0,0464	0,0464	42	0,3231	0,0822	0,0822
2	0,0149	22	0,1692	0,0425	0,0425	39	0,3000	0,0762	0,0761
3	0,0141	20	0,1538	0,0386	0,0386	37	0,2846	0,0722	0,0721
4	0,0135	19	0,1462	0,0367	0,0367	35	0,2692	0,0681	0,0681
5	0,0129	18	0,1385	0,0347	0,0347	34	0,2615	0,0662	0,0661
6	0,0124	18	0,1385	0,0347	0,0347	32	0,2462	0,0622	0,0621
7	0,0120	17	0,1308	0,0328	0,0328	31	0,2385	0,0602	0,0602
8	0,0115	16	0,1231	0,0308	0,0308	30	0,2308	0,0582	0,0582
9	0,0112	15	0,1154	0,0289	0,0289	29	0,2231	0,0562	0,0562
10	0,0108	15	0,1154	0,0289	0,0289	28	0,2154	0,0543	0,0542
11	0,0105	14	0,1077	0,0270	0,0270	26	0,2000	0,0503	0,0503

Obliczenie współczynników nachylenia prostych oraz ich błędu metodą najmniejszych kwadratów.

1. dla małego okręgu:

• współczynnik nachylenia prostej a₁=3,4609

• błąd współczynnika nachylenia
  

• korelacja wynosi 0,9927

2. dla dużego okręgu:

• współczynnik nachylenia prostej a₂=5,6609

• błąd współczynnika nachylenia
  

• korelacja wynosi 0,9973

Obliczenie odległości międzypłaszczyznowych d według wzoru

,

gdzie:

- stała Plancka,

a jest współczynnikiem nachylenia prostej,

- masa spoczynkowa elektronu,

- ładunek elektronu

Obliczenie błędu wielkości d z wykorzystaniem metody różniczki zupełnej

Ostatecznie:

Wnioski

Na ekranie lampy elektronowej widoczne były dwa okręgi, które odpowiadały dwóm różnym odległościom międzypłaszczyznowym w graficie tak jak to widać na rysunku
w instrukcji do ćwiczenia.

Wykresy zależności sin(Θ) od
pokazują wyniki poszczególnych pomiarów
w odniesieniu do prostych regresji liniowej. Ponieważ współczynnik korelacji jest zbliżony do jedności (0,9927 oraz 0,9973) oznacza to, że otrzymane przez nas odległości międzypłaszczyznowe powinny być zbliżone do rzeczywistych. Ewentualne niedokładności mogą wynikać z niedokładnego odczytu średnic okręgów spowodowanej zbyt małym zaciemnieniem pomieszczenia oraz niedokładnością przyrządu pomiarowego (pomiary dokonywane były za pomocą przeźroczystej tasiemki ze skalą milimetrową). Dodatkowo zasilacz wysokiego napięcia mógł nie pokazywać dokładnego napięcia, lecz napięcie
z dokładnością do 0,1 kilowolta.

Laboratorium fizyki CMF PŁ

Dzień ............ godzina................ grupa..........

Wydział _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

semestr _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ rok akademicki _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ocena _____

Kod ćwiczenia	Tytuł ćwiczenia
W3 b	Dyfrakcja elektronów na polikrystalicznej warstwie grafitu

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

imię i nazwisko

nr indeksu _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

imię i nazwisko

nr indeksu _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

imię i nazwisko

nr indeksu _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

---