Dif de elet

Mecânica Quântica
Interferência e difração com elétrons e fótons

A C Tort1
1 Departmento de Física Teórica Instituto Física – Universidade Federal do Rio de Janeiro

26 de Março de 2012

A relação de De Broglie

Para partículas e fótons: λ= onde: h = 6.626 × 10−34 J· s h , p

O experimento de Davisson e Germer (1927)

O experimento consiste em disparar um feixe de elétrons de 5 4ev (λ = 0.165 nm) de energia cinética perpendicularmente à superfície de um cristal de níquel. O detetor é posicionado em um ângulo de 50 graus e mede o número de elétrons espalhados para este ângulo. O valor experimental é λ = 0.167, em acordo com a lei de Bragg para os raios-X. nλ = 2d sin π φ − 2 2 .

Davisson-Germer

Figura:

Um experimento com balas

Figura: Um experimento com balas.

Um experimento com ondas (luz)

Figura: Interferência de duas fendas (Young).

Um experimento com elétrons

Figura: Experimento de Young com elétrons.

Um experimento com fótons

Mesmo tipo de resultado!!!

Resultados experimentais: interferência com elétrons

Figura:

Mais resultados experimentais (elétrons)

Figura:

Difração de elétrons: fenda única

Figura:

Difração de elétrons: cristais

Figura:

As regras para calcular o padrão de interferência
Amplitudes de probabilidade: Ψ = Ψ1 + Ψ2 ; Probabilidades: Ψ ou: Ψ
2 2

= Ψ1 + Ψ2 2 ;
2

= Ψ1

2

+ Ψ2

+ Ψ1 Ψ∗ + Ψ∗ Ψ2 ; 1 2

Termos que descrevem a interferência:
∗ Ψ1 Ψ2 + Ψ∗ Ψ2 ; 1

Os efeitos da medida

A medida em MQ interfere com o sistema quântico e destrói a superposição de estados.

Isto também é chamado: colapso da função de onda

The End

Próxima aula: Difração de elétrons com uma única fenda. Uma introdução à formulação de Feynman da MQ.