延误8年的一个实验:电子衍射原因探讨
有个实验有必要重新提起,就是2003年与湘潭大学合作的电子衍射实验,
可惜与湘大合作实验的结果令人失望:
后来找到了KD效应这条关键线索,使我又有了些信心,
但这条思路确实很重要,已经因为一个初级错误耽搁了8年,
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延误8年的一个实验:电子衍射原因探讨
有个实验有必要重新提起,就是2003年与湘潭大学合作的电子衍射实验,
可惜与湘大合作实验的结果令人失望:
后来找到了KD效应这条关键线索,使我又有了些信心,
但这条思路确实很重要,已经因为一个初级错误耽搁了8年,
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关于电子的衍射,当电子束射向银箔时,银箔厚度很小,电子在晶格之间的空隙中穿刺,它与晶格侧壁发生碰撞而改变方向,故而形成衍射图样,而与晶格正面撞击的高能电子所激发的X光一般为不成气候的散射,对形成衍射图样没贡献,它不象用X光束做衍射实验。无论是电子的干涉还是衍射,是大量粒子的宏观统计,都证明电子没有波动性。 |
这是最初发现电子衍射现象的装置,看看它与后来的X光管有何不同吗?
至于后来的薄膜电子衍射也基本类似, |
其实与湘大的最初实验(玻璃遮挡电子束)早已有结果了, 那就是这个X射线管,电子束被玻璃遮挡,而射出的X射线衍射环在窗外就可以观察到了, 但关键的还有一步,就是用磁场使得电子束偏转(碰撞后的电子束), 看看X射线衍射环是否依然存在,因为电子打在玻璃上也会产生X射线,但相对比较弱(容易鉴别), 再看看X射线衍射环与电子衍射环是否基本重合, 值得注意的是:电子衍射与X射线衍射都遵从同样的布拉格衍射角定律, 所以在没有实际的实验前,我们其实已经可以预测出一些东东了? |
对【5楼】说: 康普顿散射实验支持X射线是粒子流,不支持介质波。 有人还做了电子的双缝干涉实验,杨兄也得思考啊! |
电子的衍射是电子束射向铝箔,在后面产生的环纹,它与X光穿过铝箔后面产生的环纹相似,铝箔的厚度非常小,虽说它是三维材料,但它已接近二维材料了。从高校教材上的说明是电子是穿过铝箔的。楼主提供的两个实验图,原理一样。电子射到“靶子”上,这个“靶子” 就相当于一个X射线发射源,但也有电子散射。如果法拉第桶无盖,探测到有电子和X光,如果有透明盖,探测到的只有X光,这样的实验得不到衍射。若“老代的实验”真是图1那样,说明没有证明电子的衍射。 |
崇安:还是要一步步来嘛,先尽可能简化问题,寻查关键线索?
汤姆逊和戴维森同获1937年的诺贝尔奖:发现电子在晶体中的衍射现象,
前者的误差被解释为是晶体对电子束的折射作用,
此案的几个重要线索:
“为了说明观察到的现象正是电子衍射,而不是由于高速电子碰撞产生的X射线衍射,
估计汤姆逊使用的荧光屏也是只对电子束发出荧光的,由于当时还没有KD效应的概念, 它使用的不是通常的“反射靶”,而是“透射靶”,电子穿过透射靶后被吸收掉,
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楼主提供图中的透射靶,是一块透明的不厚的板,这板是接受高能电子而激发X光的,由于X光的方向是任意取向(相对于它的出生点),由于透明板不是一块正方体,又加之电子流区域的物镜孔等因素的反射,X光的出射最大几率也遵守惠更斯包络面原理的统计,图示中是正确的,这个透射与对阴极发射X光是两码事。 |
有些东西过于专业,本想也许大家并无兴趣,不过家门如此细致,就贴一下:
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“为了说明观察到的现象正是电子衍射,而不是由于高速电子碰撞产生的X射线衍射,
汤姆逊用磁场将电子束偏向一方,发现整个图形平移,保留原来的花样, 由此肯定是带电粒子的射线,而不是X射线。” ============================================== 我原以为是电子衍射实验所表现的波动性是电子撞上晶格产生的X射线的产生的。 戴维孙-盖格实验,我看就是这样。 既然老杨提到这一点,我就去查查相关能区分X射线衍射和电子衍射的实验。 ※※※※※※ 天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。 |
一般的示波器只对电子束有反应,对X射线根本就无效。
============================================== 示波器的探头应该夹在光电管的输出端吧? 摘录网上一段话:到目前为止,即使是最好的光电探测器,其响应时间也只能达到10^-8秒,它远大于光波的周期。检测X射线的装置也真少啊,只能用晶格去测定期波长。 ※※※※※※ 天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。 |
实验早已明白无误地证明了是由电子波自身产生的衍射图案,不知还想探讨什么?我从来就没怀疑过这类实验结果的可靠性及电子的波动原理。 ※※※※※※ 相对论误导科学走邪路,是非曲折待历史见证;引力场以太旧貌焕新颜,定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海,荣辱以乐可生命当歌;看如今闲庭信步攀高峰,重构宇宙再平展时空。 |
对【15楼】说: 能介绍一下“戴维孙-盖格实验”吗?网上没有找到简介,
这里不是测量频率或波长,是用荧光显示出衍射环, |
对【17楼】说: 难怪你对KD效应没什么兴趣了,现在很多实验都集中在粒子束与光波的相互作用问题上, |
对【18楼】说: http://cs.gzedu.com/jiaoshijixu/dbsd8/jxjy006/intro/ziliaoku/xueshi/>第九章第五节.htm 实验装置就是你2楼的第一个图。
你的实验技术细节,我还真是不懂。 ※※※※※※ 天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。 |
电子在轰击靶的时候才会出现干涉条纹,而同时又会产生X射线。因此区分其原因变的困难。
这个问题要追寻其真正的原因恐怕是很困难的。不过我看过一份资料,好像是两个方向的光可以形成驻波,而光的驻波可以使横穿驻波的电子束出现干涉条纹。这时实验证明了的。不知道是否对老杨有用。 |
对【19楼】说: 我的意思并不是说粒子的波动原理不值得探讨,而是说实验早已证实电子衍射与X射线没有关系。 |
对【21楼】说: jiuguang怎么不记得了,就是你在邮件里说起这个事,我才到网上查找的相关资料呀,
上次湘大实验后,有几个疑问一直很纠结: |
对【22楼】说: “但是没有电子在荧光屏上的直接轰击哪来的荧光?”
所以需要有个能有效显示X光衍射环的东东,
“而是说实验早已证实电子衍射与X射线没有关系。” 哪个实验证明了这一点?希望及早给个指点,免得我走冤枉路,
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如果X光衍射是以太介质波动,那么电子的波动也是以太介质波动吗?希望红心、彬彬等思考。
这个问题包含量子力学的实质,其实很重要! |
关键是以太波动是否会对电子产生可观测的作用效果,
现在大量的实验已经证明了这一点,只是主流学者不这么说罢了, 他们使用光波电场(电磁波嘛)对电子的作用(有质动力)来解释的, 也行吧,反正知道场与以太的关系就行了, 如果说“光速不变”是相对论的基础,那么“电子衍射”就是量子力学的基础, 而相对论与量子力学又是量子场论的基础,确实可见其重要性了, 如果我们的怀疑错了,那就算是给这“两大支柱”加固一下吧, 如果我们的怀疑确有道理,那这“两大支柱”也该考虑一下修正的问题了? |
电子的衍射是电子束射向铝箔,在后面产生的环纹,它与X光穿过铝箔后面产生的环纹相似,铝箔的厚度非常小,虽说它是三维材料,但它已接近二维材料了。楼主提供的电子的衍花纹果真如此,其实我从前就没见过此图片。如果大家要深入探讨电子衍射的微观机制,先把迈克尔逊干涉仪的光谱精细结构搞明白,才会对你的理解有帮助。参考徳文版——马克斯. 玻恩著。 |
对【24楼】说: 你以上所列举实验不都充分证明了电子衍射与X射线无关吗?KD效应是指光波对粒子束的作用(好比水波对水面木板的影响),而不是电子先撞击出X射线而再显示X射线的衍射条纹,它们的波长不在同一数量级上。最关键的问题是X射线的波长很短穿透能力很强,根本就不可能在荧光屏上留下痕迹(除非将荧光粉涂在坚硬的金属板上)。搞实验是你们的特长,我只是进行理论分析,如果我说的话能起作用,那肯定会使实验少走很多弯路。 ※※※※※※ 相对论误导科学走邪路,是非曲折待历史见证;引力场以太旧貌焕新颜,定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海,荣辱以乐可生命当歌;看如今闲庭信步攀高峰,重构宇宙再平展时空。 |
是否可以将KAPITZA-DIRAC效应的衍射图像发上网?
我只是偶然看到过摘要,没有仔细看正文。如果有图像的话,也许能有更多的认识。 如果有实验原理图,最好也能发上来,看我的想象是否有误。 |
图可没有,电子KD效应这类资料还不多,原子束的KD效应比较多,有图,
就是原子束按激光驻波的波节被分割成N束,目前用来制作原子极光栅, 电子的KD效应是2001年,美国Nebraska大学的Freimund做的, 具体参见《电子被光驻波衍射 Kapitza—Dirac效应》, 如果找不到了,再给你寄一份吧, 他们现在有个误区,以为一定要用激光驻波作为光栅去造成粒子束的衍射(这个难了点), 其实只要光的波密与波疏(以太的疏密)能作用、分割粒子束就行(算是零级衍射吧), 这一点很重要,原想叶老师的简单实验就会有所获,但看来还不行, 也许需要很低速的、经过散射的电子束在强激光干涉场中才行, 这属于下一步的相互印证实验了(有多种设计),还要一步步的走才扎实? 首先要能观测到电子束经过膜透射后会产生与电子衍射基本相同的X光衍射环, (目前只知道:电子束经膜透射后,会产生正前方的X射线,那么X光衍射环呢?未知) 可惜这个实验还查不到,只有拿出来请有条件者帮忙了,当然自己也可以想办法试一下看, 在《K-D效应的最新进展》中: “结束语: KD效应从提出到现在已走过71年的路程,在20世纪几乎深藏冷宫,鲜为人知。 在新世纪初,由于实验上的突破和玻色-爱因斯坦凝聚的发展而使KD效应初显峥嵘, 随着玻色-爱因斯坦凝聚的进一步发展,KD效应将在新的‘物质波光学’中发挥 决定性的作用从而获得巨大的应用。” |