Roteiro Difração de Elétrons, Manuais, Projetos, Pesquisas de Física Quântica

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS

INSTITUTO DE FÍSICA

LABORATÓRIO DE ENSINO

Difração de elétrons

Roteiro de Física Experimental Moderna

Experimento 6

Maceió

Sumário

• 1 Princípio...........................................................................................................................................
• 2 Introdução.........................................................................................................................................
• 3 Objetivo............................................................................................................................................
• 4 Material.............................................................................................................................................
• 5 Procedimento....................................................................................................................................
• Referência.............................................................................................................................................

Onde d é o espaçamento entre planos adjacentes de átomos de carbono e θ é o ângulo de Bragg (ângulo entre o feixe incidente e os planos de rede). No grafite policristalino a ligação entre as camadas individuais (figura 3) é rompida de forma que a sua orientação seja aleatória. O feixe de elétrons é então espalhado na forma de um cone e produz anéis de interferência na tela fluorescente. O ângulo de Bragg θ pode ser calculado a partir do raio r do anel de interferência, mas deve-se perceber que o ângulo de desvio α (figura 2) é o dobro: α= 2 θ (5) Com base na figura 2, temos que: sen 2 α= r / R (6) Onde R = 65 mm , é o raio do bulbo de vidro. Figura 1 : Rede cristalina do grafite. Fonte: Manual do Usuário da PHIWE.

No caso de pequenos ângulos para α (cos 10º = 0,985) , pode-se escrever, como: sen 2 α= 2 sen α cos α≃ 2 sen α (7) Com isso, temos: r = 2 R n λ / d (8) Os dois anéis de interferência mais internos ocorrem devido às reflexões de primeira ordem (n = 1) que ocorre no plano da rede do grafite no espaçamento entre d 1 e d 2 , conforme visto na figura 4.

3 Objetivo

• Obter as medidas de separação do grafite policristalino para diferentes valores de potenciais.
• Verificar o comportamento ondulatório dos elétrons e calcular o comprimento de onda dos elétrons. Figura 2 : Planos do grafite para os dois primeiros anéis de interferência. Fonte: Manual do Usuário da PHIWE.

5. Determine os diâmetros (f) dos dois anéis de interferência mais internos com o paquímetro, tomando a média dos diâmetros interno e externo de cada anel.
6. Varie a tensão VA de aproximadamente 0,5 em 0,5 kV, tomando sempre as medidas dos diâmetros dos dois anéis de interferência mais internos. Efetue o conjunto de medidas acima três vezes, alternando a pessoa que lê os diâmetros com o paquímetro, de modo a minimizar erros acidentais.
7. Monte os dados em uma tabela semelhante à mostrada abaixo: Tensão (kV) Φ 1 (interno) Φ 1 (externo) Φ 1 (médio) Φ 2 (interno) Φ 2 (externo) Φ 2 (médio) λ (pm) θ 1 (rad) θ 2 (rad) Tabela 1 : Parâmentos avaliados no experimento. Figura 3 : Circuito do tubo de difração de elétrons com adaptador de proteção, 3 pólos. Fonte: Manual do Usuário da 3B Scientific.

8. Com os dados de q 1 e q 2 encontre os valores d 1 e d 2 respectivamente, para as distâncias interplanares para o cristal de grafite.

Referência

[1] http: //www.novadidacta.com.br/ Manual do Usuário da PHIWE. Acesso em 23 de fevereiro de 2013. [2] Hecht, Eugene. Óptica. 3ª Edição. Editora Fundação Calouste Gulbenkian. [3] Oguri, Francisco Caruso Vitor. Física Moderna – Origens Clássicas e Fundamentos Quânticos. 2ª Edição.