EXP:Elektronenbeugung - Versionsgeschichte

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2025-10-16T09:34:54Z

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8>Kstuetz am 2. Februar 2023 um 16:04 Uhr

2023-02-02T16:04:21Z

← Nächstältere Version		Version vom 2. Februar 2023, 16:04 Uhr
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	</div>		</div>
	</div>		</div>

			= Versuchsanleitung =
	== Benötigtes Material ==		== Benötigtes Material ==

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	* [[BA:Laser der Klassen 1M, 2, 2M, 3A (insb. Laserpointer)\|Laser der Klassen 1M, 2, 2M, 3A (insb. Laserpointer)]]		* [[BA:Laser der Klassen 1M, 2, 2M, 3A (insb. Laserpointer)\|Laser der Klassen 1M, 2, 2M, 3A (insb. Laserpointer)]]

	== Fotos ==		= Fotos =
	<div class="row">		<div class="row">
	<div class="large-4 large-centered columns">		<div class="large-4 large-centered columns">
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	</div>		</div>

	== Literatur ==		= Literatur =
	Anleitung zur Elektronenbeugung mit der Elektronenröhre		Anleitung zur Elektronenbeugung mit der Elektronenröhre
	https://www.3bscientific.de/product-manual/UE5010500-230_DE.pdf		https://www.3bscientific.de/product-manual/UE5010500-230_DE.pdf

8>Kstuetz am 2. August 2022 um 12:57 Uhr

2022-08-02T12:57:02Z

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	{\|		{\|
	https://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/3.0/de/88x31.png		https://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/3.0/de/88x31.png
	~~Dieses Werk ist~~ lizenziert unter ~~einer~~ [https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.de ~~Creative Commons Namensnennung - Nicht~~-~~kommerziell~~ - ~~Weitergabe unter gleichen Bedingungen~~ 4.0 ~~International Lizenz.~~]		Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter [https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.de CC BY-NC-SA 4.0]
	\|}		\|}

8>Aprokop am 25. September 2021 um 17:07 Uhr

2021-09-25T17:07:10Z

← Nächstältere Version		Version vom 25. September 2021, 17:07 Uhr
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	</div>		</div>
	<div class="large-5 columns>		<div class="large-5 columns>
	[[Datei:EXP_Quantenphysik_Schritt3_Elektronenröhre.jpg]]		[[Datei:EXP_Quantenphysik_Schritt3_Elektronenröhre.jpg\|600px\|thumb\|right\|Versuchsaufbau: Elektronenröhre]]
	</div>		</div>
	</div>		</div>

8>Kstuetz: /* Fotos */

2021-09-17T15:10:30Z

Fotos

← Nächstältere Version		Version vom 17. September 2021, 15:10 Uhr
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	== Fotos ==		== Fotos ==
	<div class="row">		<div class="row">
	<div class="large-8 large-centered columns">		<div class="large-4 large-centered columns">
	<ul class="example-orbit" data-orbit>		<ul class="example-orbit" data-orbit>
	<li class="active">		<li class="active">
Zeile 95:		Zeile 95:
	</div>		</div>
	</div>		</div>


	== Literatur ==		== Literatur ==

8>Treinsch: /* Auswertung */

2021-09-07T11:51:43Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 7. September 2021, 11:51 Uhr
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	== Auswertung ==		== Auswertung ==
	In der Auswertung wurde die de-Broglie-Wellenlänge für die verschiedenen Spannungen über der Wellenlänge aufgetragen, welche aus dem Durchmesser der beiden Interferenzringe erster Ordnung bestimmt wurde. Es gibt für jede Beugungsordnung zwei Interferenzringe unterschiedlichen Durchmessers, da Graphit zwei verschiedene Gitterkonstanten hat ( d<sub>1</sub> = 123 pm und d<sub>2</sub> = 213 pm). Der innere Interferenzring gehört zur Gitterkonstante d<sub>2</sub>.		In der Auswertung wurde die de-Broglie-Wellenlänge für die verschiedenen Spannungen über der Wellenlänge aufgetragen, welche aus dem Durchmesser der beiden Interferenzringe erster Ordnung bestimmt wurde. Es gibt für jede Beugungsordnung zwei Interferenzringe unterschiedlichen Durchmessers, da Graphit zwei verschiedene Gitterkonstanten hat ( d<sub>1</sub> = 123 pm und d<sub>2</sub> = 213 pm). Der innere Interferenzring gehört zur Gitterkonstante d<sub>2</sub>.

	Zur Berechnung der de-Broglie-Wellenlänge wird folgende Formel verwendet:		Zur Berechnung der de-Broglie-Wellenlänge wird folgende Formel verwendet:
Zeile 49:		Zeile 49:
	<math>\theta_{\text{1,2}} = \frac{\text{arctan}(\frac{D_{1,2}}{2\cdot L})}{2}</math>,		<math>\theta_{\text{1,2}} = \frac{\text{arctan}(\frac{D_{1,2}}{2\cdot L})}{2}</math>,

	mit dem Abstand zwischen Graphit und Schirm L = 130 mm.		mit dem Abstand zwischen Graphit und Schirm L = 130 mm.

	Es wird deutlich, dass die Abweichungen bei der Messung des Durchmessers des inneren Interferenzrings geringer sind, als die Abweichungen bei der Messung des Durchmessers des äußeren Interferenzrings. Das liegt daran, dass der innere Interferenzring deutlicher zu sehen war. Auch für den Fehler der angelegten Beschleunigungsspannung wurde der Fehler in die Diagramme eingetragen. Außerdem konnte man sehen, dass mit abnehmender Beschleunigungsspannung der Radius der Interferenzringe gewachsen ist. Ab einer Beschleunigungsspannung von ca. 3 kV waren die Interferenzringe zu schwach, um deren Durchmesser noch messen zu können.		Es wird deutlich, dass die Abweichungen bei der Messung des Durchmessers des inneren Interferenzrings geringer sind, als die Abweichungen bei der Messung des Durchmessers des äußeren Interferenzrings. Das liegt daran, dass der innere Interferenzring deutlicher zu sehen war. Auch für den Fehler der angelegten Beschleunigungsspannung wurde der Fehler in die Diagramme eingetragen. Außerdem konnte man sehen, dass mit abnehmender Beschleunigungsspannung der Radius der Interferenzringe gewachsen ist. Ab einer Beschleunigungsspannung von ca. 3 kV waren die Interferenzringe zu schwach, um deren Durchmesser noch messen zu können.

	== Sicherheitshinweise ==		== Sicherheitshinweise ==

8>Treinsch: /* Benötigtes Material */

2021-09-07T11:51:06Z

Benötigtes Material

← Nächstältere Version		Version vom 7. September 2021, 11:51 Uhr
Zeile 14:		Zeile 14:
	== Benötigtes Material ==		== Benötigtes Material ==

	*Hochspannungsnetzgerät 1 (bis 5 kV DC) für die Beschleunigungsspannung		*Hochspannungsnetzgerät 1 (bis 5 kV DC) für die Beschleunigungsspannung
	*Netzgerät 2 (bis 10 V AC) für die Heizspannung		*Netzgerät 2 (bis 10 V AC) für die Heizspannung
	*ca. 11 Kabel		*ca. 11 Kabel
	*Elektronenröhre		*Elektronenröhre

8>Aprokop am 23. August 2021 um 18:39 Uhr

2021-08-23T18:39:25Z

← Nächstältere Version		Version vom 23. August 2021, 18:39 Uhr
Zeile 3:		Zeile 3:
	<div class="row">		<div class="row">
	<div class="large-7 columns>		<div class="large-7 columns>
	Bei diesem Experiment geht es um den Nachweis des Wellencharakters von Elektronen. Dazu wird ein Elektronenstrahl an Graphit gebeugt und aus dem Interferenzmuster die Wellenlänge bestimmt. Diese Wellenlänge wird dann mit der theoretisch berechneten de Broglie Wellenlänge verglichen.		Bei diesem Experiment geht es um den Nachweis des Wellencharakters von Elektronen. Dazu wird ein Elektronenstrahl an Graphit gebeugt und aus dem Interferenzmuster die Wellenlänge bestimmt. Diese Wellenlänge wird dann mit der theoretisch berechneten de-Broglie-Wellenlänge verglichen.


Zeile 31:		Zeile 31:

	== Auswertung ==		== Auswertung ==
	In der Auswertung wurde die de Broglie Wellenlänge für die verschiedenen Spannungen über der Wellenlänge aufgetragen, welche aus dem Durchmesser der beiden Interferenzringe erster Ordnung bestimmt wurde. Es gibt für jede Beugungsordnung zwei Interferenzringe unterschiedlichen Durchmessers, da Graphit zwei verschiedene Gitterkonstanten hat ( d<sub>1</sub> = 123 pm und d<sub>2</sub> = 213 pm). Der innere Interferenzring gehört zur Gitterkonstante d<sub>2</sub>.		In der Auswertung wurde die de-Broglie-Wellenlänge für die verschiedenen Spannungen über der Wellenlänge aufgetragen, welche aus dem Durchmesser der beiden Interferenzringe erster Ordnung bestimmt wurde. Es gibt für jede Beugungsordnung zwei Interferenzringe unterschiedlichen Durchmessers, da Graphit zwei verschiedene Gitterkonstanten hat ( d<sub>1</sub> = 123 pm und d<sub>2</sub> = 213 pm). Der innere Interferenzring gehört zur Gitterkonstante d<sub>2</sub>.

	Zur Berechnung der de Broglie Wellenlänge wird folgende Formel verwendet		Zur Berechnung der de-Broglie-Wellenlänge wird folgende Formel verwendet:

	<math>\lambda_{\text{de Broglie}} = \frac{h }{{(2\cdot m\cdot e\cdot U_{\text{B}})^{1/2}}}</math>,		<math>\lambda_{\text{de Broglie}} = \frac{h }{{(2\cdot m\cdot e\cdot U_{\text{B}})^{1/2}}}</math>,
Zeile 39:		Zeile 39:
	mit der Elektronenmasse m, der Elektronenladung e, dem Planckschen Wirkungsquantum h und der Beschleunigungsspannung U<sub>B</sub>.		mit der Elektronenmasse m, der Elektronenladung e, dem Planckschen Wirkungsquantum h und der Beschleunigungsspannung U<sub>B</sub>.

	Zur Berechnung der Wellenlänge aus dem Interferenzmuster wird folgende Formel verwendet		Zur Berechnung der Wellenlänge aus dem Interferenzmuster wird folgende Formel verwendet:

	<math>\lambda_{\text{1,2}} = 2\cdot d_{1,2}\cdot \text{sin}(\theta_{1,2})</math>,		<math>\lambda_{\text{1,2}} = 2\cdot d_{1,2}\cdot \text{sin}(\theta_{1,2})</math>,
Zeile 83:		Zeile 83:
	[[Datei:EXP_Quantenphysik_Diagramm_innerer Kreis_Elektronenröhre.jpg\|slide 1]]		[[Datei:EXP_Quantenphysik_Diagramm_innerer Kreis_Elektronenröhre.jpg\|slide 1]]
	<div class="orbit-caption">		<div class="orbit-caption">
	In der Abbildung ist die de Broglie Wellenlänge über der Wellenlänge aufgetragen, welche aus dem Durchmesser des inneren Interferenzrings bestimmt wurde.		In der Abbildung ist die de-Broglie-Wellenlänge über der Wellenlänge aufgetragen, welche aus dem Durchmesser des inneren Interferenzrings bestimmt wurde.
	</div>		</div>
	</li>		</li>
Zeile 89:		Zeile 89:
	[[Datei:EXP_Quantenphysik_Diagramm_äußerer Kreis_Elektronenröhre.jpg\|slide 1]]		[[Datei:EXP_Quantenphysik_Diagramm_äußerer Kreis_Elektronenröhre.jpg\|slide 1]]
	<div class="orbit-caption">		<div class="orbit-caption">
	In der Abbildung ist die de Broglie Wellenlänge über der Wellenlänge aufgetragen, welche aus dem Durchmesser des äußeren Interferenzrings bestimmt wurde.		In der Abbildung ist die de-Broglie-Wellenlänge über der Wellenlänge aufgetragen, welche aus dem Durchmesser des äußeren Interferenzrings bestimmt wurde.
	</div>		</div>
	</li>		</li>

8>Aprokop am 23. August 2021 um 18:37 Uhr

2021-08-23T18:37:59Z

← Nächstältere Version		Version vom 23. August 2021, 18:37 Uhr
Zeile 52:		Zeile 52:

	Es wird deutlich, dass die Abweichungen bei der Messung des Durchmessers des inneren Interferenzrings geringer sind, als die Abweichungen bei der Messung des Durchmessers des äußeren Interferenzrings. Das liegt daran, dass der innere Interferenzring deutlicher zu sehen war. Auch für den Fehler der angelegten Beschleunigungsspannung wurde der Fehler in die Diagramme eingetragen. Außerdem konnte man sehen, dass mit abnehmender Beschleunigungsspannung der Radius der Interferenzringe gewachsen ist. Ab einer Beschleunigungsspannung von ca. 3 kV waren die Interferenzringe zu schwach, um deren Durchmesser noch messen zu können.		Es wird deutlich, dass die Abweichungen bei der Messung des Durchmessers des inneren Interferenzrings geringer sind, als die Abweichungen bei der Messung des Durchmessers des äußeren Interferenzrings. Das liegt daran, dass der innere Interferenzring deutlicher zu sehen war. Auch für den Fehler der angelegten Beschleunigungsspannung wurde der Fehler in die Diagramme eingetragen. Außerdem konnte man sehen, dass mit abnehmender Beschleunigungsspannung der Radius der Interferenzringe gewachsen ist. Ab einer Beschleunigungsspannung von ca. 3 kV waren die Interferenzringe zu schwach, um deren Durchmesser noch messen zu können.

			== Sicherheitshinweise ==
			Bei zu hohen Spannungen kann es zur Freisetzung von Röntgenstrahlung kommen. Daher ist es wichtig die Angaben des Herstellers (siehe Bedienungsanleitung zu beachten!
			* [[BA:Elektrische Geräte, Anlagen und Leitungen\|Elektrische Geräte, Anlagen und Leitungen]]
			* [[BA:Laser der Klassen 1M, 2, 2M, 3A (insb. Laserpointer)\|Laser der Klassen 1M, 2, 2M, 3A (insb. Laserpointer)]]

	== Fotos ==		== Fotos ==

8>Treinsch: /* Auswertung */

2021-08-06T13:41:29Z

Auswertung

← Nächstältere Version		Version vom 6. August 2021, 13:41 Uhr
Zeile 41:		Zeile 41:
	Zur Berechnung der Wellenlänge aus dem Interferenzmuster wird folgende Formel verwendet		Zur Berechnung der Wellenlänge aus dem Interferenzmuster wird folgende Formel verwendet

	<math>\lambda_{\text{1,2}} = 2\cdot d_{1,2}\cdot \text{sin}(\~~nu_~~{1,2})</math>,		<math>\lambda_{\text{1,2}} = 2\cdot d_{1,2}\cdot \text{sin}(\theta_{1,2})</math>,

	mit dem Netzebenenabstand d<sub>1</sub> bzw. d<sub>2</sub> und dem Beugungswinkel υ<~~sub~~>1</~~sub~~> bzw. υ<~~sub~~>2</~~sub~~>.		mit dem Netzebenenabstand d<sub>1</sub> bzw. d<sub>2</sub> und dem Beugungswinkel <math>\theta_1</math> bzw.<math>\theta_2</math>.

	Der Beugungswinkel wird mit folgender Formel bestimmt		Der Beugungswinkel wird mit folgender Formel bestimmt

	<math>\~~nu_~~{\text{1,2}} = \frac{\text{arctan}(\frac{D_{1,2}}{2\cdot L})}{2}</math>,		<math>\theta_{\text{1,2}} = \frac{\text{arctan}(\frac{D_{1,2}}{2\cdot L})}{2}</math>,
	~~υ<sub>1,2</sub> = arctan(D<sub>1,2</sub>/2*L)/2~~,

	mit dem Abstand zwischen Graphit und Schirm L = 130 mm.		mit dem Abstand zwischen Graphit und Schirm L = 130 mm.