电子衍射实验视频简介

电子衍射实验视频简介电子衍射实验是曾荣获诺贝尔奖金的重大近代物理实验之一，也是现代分析测试技术中，分析物质结构，特别是分析表面结构最重要的方法之一。现代晶体生长过程中，用电子衍射方法进行监控，也十分普遍。1927年Davsso和Germer首次实验验证了DeBroglie关于微观粒子具有波粒二象性的理论假说，奠定了现代量子物理学的实验基础。本实验主要用于多晶体的电子衍射现象，测量运动电子的波长；验证德布罗意关系。视频主要讲解以下内容：一、实验目的(1)拍摄电子衍射图样，计算电子波波长；(2)验证德布罗意公式．二、实验仪器：WDY—V型电子衍射仪（JK—150型真空机组、FZh-2B型复合真空计）三、原理：1、德布罗意假说：电子波的波长：mvhph电子在加速电压U的作用下所获得的动能：221mveUAUmeUh25.122当U很大时，电子的速度很大，由速度变化所引起的电子质量的变化将不能被忽略，由相对论理论：2201cvmm电子动能变为：)111(2220202cvcmcmmcEk由此经相对论修正后电子波的波长为：21200)21(2cmeUeUmh将各常数代入后得：AUU)10489.01(25.126（A）2、衍射定律及多晶薄膜的电子衍射图样1）晶体光栅2）衍射规律布拉格公式：ndhklsin2简化的布拉格公式：sin2hkld对立方晶系：222lkhadhkl令：222lkhM可得：::::sin:sin:sin321322212MMM即：同一张电子衍射图样中，电子波长、晶格常数相同，所以各衍射线2sin之比等于各衍射线所对应的反射晶面指数平方和之比。3）多晶薄膜的衍射图样对多晶薄膜，其电子束的衍射图样是一个以电子束入射线为轴线，其张角为4的衍射圆锥。衍射圆锥与其入射轴线垂直的照相底片或荧光屏相遇时形成衍射圆环。电子衍射圆环的密勒指数标定—指标化由几何关系得：dr2tan一般情况下，很小，所以Drsin22tan，Dr2sin对立方晶系有：::::sin:sin:sin321322212MMM即得：nnnMrDalkhDar222（B）2多晶样品薄膜Dr入射电子束121)(MMrrnn利用上式可将各衍射环的晶面指数或nM定出，方法是测得某一衍射环半径nr和第一衍射环半径1r，可得出21)(rrn，与算出的1MMn相近的数（理论上应相等），则可找出相应的晶面指数(hkl)，照此方法即可将各衍射环所对应的晶面指数定出来。并由（B）式可求得一组值，将此值与由（A）式求得的'值比较，从而验证德布罗意公式的正确性。四、实验内容及步骤1、制样品将配制的火棉胶溶液滴在清水杯中，在水面上形成一很薄的胶膜．用衍射仪所附的样品支架从杯的一侧伸进膜下挑起，让膜附在支架的圆孔上，干后用真空镀膜工艺在胶膜(连同支架)上镀厚约10100nm的银膜。2、装样品将镀好银膜的样品支架装在衍射仪相应的位置上。3、抽真空接衍射仪说明书，将仪器抽真空至6×10-3Pa4×10-3Pa时，可预热灯丝。4、观察衍射环(1)灯丝预热后，加高压至10kv，调节样品支架，可观察到衍射环。(2)逐渐加高电压至20kv40kv，可见到清晰的衍射环。当高压改变时，观察衍射环变化情况，说明原因。5、拍摄图像(1)按说明书关灯丝电源、放气、装底片重新抽真空至6×10-34×10-3Pa。(2)调整衍射环至满意，关闭衍射管上方的快门，将底片盒旋至“照相”位置。(3)打开快门约35s，关灯丝电源照相毕。(4)按说明书降高压，放气，取底片冲洗。五、数据处理(1)在衍射图样上，对各衍射环由小到大顺次测出半径。(2)指数标定，按上面介绍的办法进行。(3)计算λ。将各环的半径r和对应的干涉面指数h，k，l及a，D代入式(B)，即可求出λ。对各环的结果求平均即得波长λ。(4)计算．将照相时的加速电压U代入式(A)可得。(5)比较和．六、注意事项(1)本实验需要高真空。真空的获得与测量应严格按仪器说明书的规定进行。(2)实验在高电压下进行，一俟观察或照相结束，应及时降下高压。实验时严禁触碰非操作部分。(3)电子束打在样品上有X射线产生，要注意射线防护。七、思考题(1)如果样品是很薄的单晶片，在荧光屏上将看到什么样衍射图样?(2)根据实验时的D、λ和a的值，计算出干涉面指数为(311)及(222)的晶面族所形成的衍射环的半径，从所得结果可以看出什么问题?(3)什么是干涉面指数?干涉面指数(222)是什么意思?利用傅里叶变换全息图存储资料视频简介实验目的1、掌握傅里叶变换全息图存储资料的方法。2、熟悉傅里叶变换全息光路的调整。3、通过实验加深对傅里叶变换理解。仪器介绍全息实验台（主要光学器件：分束镜1，平面反射镜2，扩束镜，准直镜，傅里叶变换透镜，凸透镜，拍摄物，干板架，全息干板。）氦氖激光器，暗房设备，(公用)。傅里叶变换全息记录：傅里叶变换全息图存储资料，是把资料的傅里叶频谱与参考光在全息干板上相干叠加，形成直径为1—2mm干涉图形，用全息的方法记录下来。傅里叶变换全息再现：用原参考光照射经线性记录后的全息图，得到原始和共轭像。光路调整的要求:（1）保证光程相等。（2）L0出射严格的平行光；透光资料g到L1距离为F。（3）各光学器件严格共轴，透光资料片上的光强均匀。（4）离焦拍摄（5）频谱光斑与参考光斑重合。（6）光强比2：1（7）参考光与频谱光的夹角5°－15°（8）曝光时间的选定与控制。迈迈克克耳耳逊逊干干涉涉仪仪的的调调整整和和使使用用视频简介从实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容几点进行重点讲解，然后提出在实验过程中需要注意的事项以及对实验所得数据的处理方法，最后引出思考题，启发同学们的思考与探讨。实验目的(1)了解迈克耳逊干涉仪的结构和工作原理，掌握其调整方法；(2)测量钠黄光双线的波长差(3)测量He-Ne激光的波长．实验仪器迈克尔逊干涉仪（型－100WSM），eeNH－激光器，钠光灯，毛玻璃屏，扩束镜。实验原理图实验内容11、、调调整整仪仪器器①打开He-Ne激光器，使之与分光板G１等高并且位于沿分光板和M2镜的中心线上，转动粗调手轮，使M１镜距分光板G１的中心与M2镜距分光板G1的中心大致相等。②遮住M1镜，使激光束经分光板G１射向M2镜。调节激光器的方向，使由M2反射回激光器的光，能射在光束出发点③去掉遮住M1的物体，在O处放置毛玻璃屏。这时可看到两排光点。调节M1背后的三个螺钉，使两排光点中最强的光点完全重合，则M1与M2大致相互垂直了。22、、测测HHee--NNee激激光光的的波波长长①在He-Ne激光器前放置一扩束镜（短焦距凸透镜）形成点光源的发射光束，在O屏上可看到干涉条纹。②谨慎调节M1背后的三个螺钉，使条纹变宽，趋向圆形。③再仔细调节M2镜的两个拉簧螺丝，直到把干涉环中心调到视场中央。④将微调手轮沿相同方向旋转手轮及鼓轮调好零点。⑤始终沿原调零方向，细心转动微调手轮，直到干涉环发生“涌出”或“陷入”现象，观察并记录每“涌出”或“陷入”50个干涉环时，M1镜的位置，连续记录8次。然后用逐差法根据公式(3)求出激光波长。并与公认值6.328×10-7m比较。33、、测测钠钠黄黄光光双双线线波波长长差差①以钠光灯为光源调出等倾干涉条纹。拿走毛玻璃屏，直接用眼睛在O处向M1观察。②移动M1镜，使视场中心的视见度最小，记录M1镜的位置；沿原方向继续移动M1镜，使视场中心的视见度由最小到最大直至又为最小，再记录M1镜位置，连续测出五个视见度最小时M1镜位置。③用逐差法求Δd的平均值，根据公式(4)计算钠双线的波长差。注注意意事事项项①不能用手触摸各光学元件；②调节M１、M２背后的螺丝时应该缓慢旋转；③不要让激光直射入眼;④为了避免转动手轮时引起空程．在使用中必须沿同一方向旋转手轮，不得中途倒转.数数据据处处理理①He-Ne激光的波长记录每隔50个干涉条纹中心“涌出”或“陷入”的M1镜位置读数，用逐差法计算M1镜移过的距离Δd，计算其平均值和不确定度，进一步计算波长及其不确定度。②钠黄光双线波长：A5893