E4- Difração de eletrons
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atividade sobre difraçõ de eletrons com o uso de simuladores
Transcript of E4- Difração de eletrons
Difração de elétrons: Experimento de G.P. Thomson
Atividade E4:............................................................................................................data:...../....../..........
Resumo Teórico
Considerando uma ampola de difração por feixe transmitido, normalmente utilizada nos laboratórios de
graduação, temos o seguinte diagrama esquemático:
Fig.01 Diagrama esquemático da ampola de G.P. Thomson
Um cristal extremamente fino é disposto no trajeto do feixe e somente os feixes orientados no Ângulo de
Bragg produzem interferência construtiva, formando anéis na tela.
Para a difração de Bragg temos: A distancia entre os raios percorridos é dada pelos segmentos AB + BC, ou
seja será igual 1a 2X.
Nome email
Fig.02- Difração de Bragg
Portanto 2 X = N
Observando na figura 2 podemos ver que X = d sen
Portanto temos finalmente para a Lei de Bragg que a condição para que se tenha um ponto de interferência
construtiva é necessário que:
2 d sen = N
onde d, representa a distância interplanar do retículo cristalino utilizado
Continuando a nossa analise com relação à ampola de G.P Thomson, temos anéis projetados na tela:
Fig.03 esquema ilustrando a incidência do feixe no cristal e os anéis obtidos na tela
Como podemos a partir dos raios destes anéis determinar o comprimento de onda atribuído ao feixe de
elétrons, ou ainda se conhecermos o comprimento de onda atribuído ao feixe como podemos determinar o
valor da distancia interplanar?
Para entender adequadamente o que ocorre na passagem do feixe de elétrons pela placa de cristal, vamos
considerar a figura abaixo.
Fig.04- interação do feixe no interior do cristal
Feixe refletido com o ângulo de Bragg Feixe refletido com o ângulo de Bragg
Anel na tela
Folha fina com uma espessura bem reduzida
Considerando a trajetória do feixe do cristal até a tela temos
Fig05: esquema mostrando a projeção na tela dos anéis e ângulos específicos da ampola da Phywe
Observe que o angulo
Considerando o anel na tela de raio temos aproximadamente que
Ou seja
No entanto a ampola é construída de modo que o ângulo que nos permite aproximar a relação a
No entanto vimos através da figura 4 que , portanto teremos
Como temos
De acordo com a lei de Bragg temos
2dsen
Substituindo 2sentemos
Mas r´ , Portanto podemos dizer que
2. Procedimento Experimental
Vamos determinar a distancia interplanar do grafite a partir de um gráfico de versus r a inclinação da reta
obtida deverá ser igual a
Temos dois aneis bem nítidos na tela que correspondem a duas distancias interplanares distintas
representadas abaixo.
O procedimento consiste basicamente em alterar o valor da ddp aplicada aos terminais da ampola e medir o
diâmetro de cada um dos anéis observados na tela. Faremos isso tanto para a simulação quanto para o
experimento real.
Simulação “Os Thomson´s”
Veja o vídeo da montagem no link
http://fisicamodernaexperimental.blogspot.com/search/label/difra%C3%A7%C3%A3o%20de%20el%C3%A9trons
Para baixar o simulador clique no link abaixo
http://fisicamodernaexperimental.blogspot.com/2009/08/simulacao-os-thomsons-
deerminacao-da.html
Varie a ddp VAK e determine o diâmetro de cada um dos anéis e preencha a tabela abaixo
como pelo menos 5 medidas para VAK entre 3000 e 7000V:
Tabela de dados:
VAk Diâmetro de anel
Interno (1º anel)
Diâmetro do anel
externo (2º anel)
Comp de onda (mm)
Compartilhando os resultados
Compartilhe seus dados digitando no link abaixo:
http://spreadsheets.google.com/ccc?key=tYlVb28Yt9qf3wph9VUOumA&hl=pt_BR#gid=0
Determinação das distancias interplanares
Construa o gráfico de versus raio do anel para cada caso (1º e 2º anel) e determine as
distancias interplanares. Determine graficamente estes valores com a incerteza associada
(construir no labfit)
Link para o Labfit: http://oticageometricapucsp.blogspot.com/2009/03/software-para-ajustes-
de-curvas.html
Simulação em Flash projeto Condigital disponível em http://www.passo-a-passo.com/mec/7.3.7/03_laboratorio_frame.htm
Fixando d= 213 pm fixe pelo menos 5 valores de tensão entre A e K e compartilhe seus resultados cliando no
link
VAk Diâmetro do 1º anel
(N=1)
Diâmetro do 2º anel
(N=1)
Comp de onda (mm)
Construa os gráficos de versus raio do anel para cada ordem espectral e determine as
distancias interplanares. Determine estes valores com a incerteza associada
(construir no labfit)
Link para o Labfit: http://oticageometricapucsp.blogspot.com/2009/03/software-para-ajustes-
de-curvas.html
3. Faça uma análise dos resultados obtidos
