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“波粒分离”实验的结果令人失望,认真找找原因吧
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2003/03/18 22:32
点击:448次

“波粒分离”实验的结果令人失望(与某单位合作实验),
电子在通过衍射膜后,被玻璃完全阻隔,
而荧光屏上没有预想的衍射光环出现,一片漆黑,
(用了1.5mm厚的导电玻璃和4mm厚的普通玻璃)
而且在外加磁场和电场的作用下,衍射环变成了椭圆,
这说明磁场和电场对衍射环都有影响,
这只能说明衍射环完全是由电子激发荧光产生的,
因为X射线是不会受磁场或电场影响的,

失败倒也是兵家常事,认真总结,找出原因是关键,
实验中发现电子在玻璃上会产生堆积,影响后面电子的运动方向,
于是开始怀疑可能是示波管上来不及入地的电子形成的静电场造成了衍射光环的形成,
还考虑了电子束在通过“小孔”后可能变成球状散射,
这样中心处的电子会先一步到达屏幕,从而影响后面的电子,
但是仔细想来,电子实际通过的不是一个小孔,
而更接近于是通过一张厚网,难以形成球状散射,
于是有了如下的想法,
原因可能有如下几条,各位看看是否有些道理,

分析:
1、电子衍射环不是如光那样经过一个小孔后得到的,
而是经过一个金属膜后得到的,
这个金属膜与电子相比如同一张厚网,而不是一个孔,
(电子束直径、膜厚度、原子间距都远远大于电子的直径)
如果这个金属膜的厚度选择恰当,就成为一张“电子半透膜”,
这就有一种可能:
先头电子束打在膜上,一部分穿过膜,形成第1亮环区,
而另一部分则四处反射飞散,如同形成一个局部的“电子气压云”,
这显然会对后面的电子产生影响,
后面的电子在被撞击与静电斥力作用下会有部分改道而行,
于是就出现了第1条暗环和第2条亮环,以后以此类推,
就形成了“电子衍射环”,

2、电子速度与环间距的问题
按说电子的速度越高,“电子气压”区的压力越大,暗环越宽,
可是由于反射四散的电子只是一部分,
而且反射角度又不同,能量也会下降(类康普顿散射),
所以反射电子与后面电子的碰撞结果还是后者占优势,
所以暗环的宽窄主要还是取决于后面电子的速度大小,
结果是亮环间距与电子速度成反比,
这虽然也是一种“反射干涉”,但与波的“反射干涉”机理有所不同,

2、从电子束直径、膜厚度、原子间距和电子直径的数值量级来看,
可以有如下的一种类比:
我们可以用这种方法制造出原子衍射环和分子衍射环,
只要制作出一种“原子半透膜”和“分子半透膜”就可以了,
最简单的,我们可以制作一张“空气半透网”(对应一定的流速),
用高压空气流束射向“空气半透网”,
估计就可以在网后看到“空气衍射环”了?
比如用压力表测量网后各点处的空气压力,描成图,
道理、过程与前面的分析一样(有一些“射流”的意思),
但由于原子、分子、空气没有静电排斥力(这可能会影响环间距),
所以衍射环的效果、质量会差一些,
但只要能明显观察到第一条“暗环”就可以说明问题了?

3、从以上分析可知,如果假设“以太”存在,
那么电子引起的“以太冲击波”(物质波)其实还没有被观测到?
我们得到的可能只是直线运动流体的一种“衍射效应”,
而不是振动流体---波的衍射效果?
所以看来真正的“电子物质波”还是要用测量电子前方辐射速度的方法,
估计应该是光速或稍微超光速,
这暂且作为一种设想,与各位商讨,
还要有相关的实验,比如可以先做“空气流衍射”实验的验证,
(也可以考虑用多层高密金属网做成“空气半透膜”)

4、另一个可疑之处是:
要做光的小孔衍射实验很容易,
只要用针在纸上扎个小孔,用玩具激光照射就行了,
用激光做单缝衍射也很简单,用两张纸片拼出一条缝就可以了,
其孔径和缝宽都是可见光波长(0.7微米)的10倍以上---10微米左右,
那么我们现在能开出的最小孔径总要比10微米小吧?
(从光刻技术的资料看,大约是0.25微米左右)
那么电子物质波也有可见光的波长吧,
只要开一个1到10微米左右的小孔不就行了吗?
可实际上现在还没有听说过用真正的[小孔]来观察电子衍射的?
(比如可以用微光显示器观察电子波可见光段的衍射条纹)
这大概就是由于“流体束流衍射”和“流体振动衍射”的差异造成的?
我估计再小的孔(不是网)也做不出电子衍射实验来,
(比如几纳米或几皮米)
因为衍射形成机理不同,

5、下一步考虑做衍射膜厚度(金属蒸发膜)对第一暗环宽度的影响实验,
这也可以用来考验以上假设是否有一定道理,

想法还不成熟,不当之处在所难免,还请各位指正,

 


 

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 [2楼]  作者:冯小骏  发表时间: 2003/03/19 13:00 

回复:电子双缝衍射?

你说的是电子双缝衍射? 这个好像不容易做吧. 电子的波长是

1.2/\sqrt{E(eV)}, 单位纳米.  如果电子能量10eV(在10V电压下加速), 则波长大约0.4纳米. 你能做出这么小的缝吗? 更重要的是, 电子带电, 与你的缝有很强的电磁相互作用. 如果真对物质波的衍射有兴趣, 可以做慢中子衍射, 至少, 中子的电磁作用小的多(不带电, 但有磁矩).

 

 

[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/03/19 15:16 

小孔、单缝衍射都可以,能说明问题就行

10eV的电子速度v是多少呢?应该怎样换算?

按物质波公式:λ=h/mv,
对于X射线的物质波要求电子的速度大约是:
v=h/mλ =6.626*10^-34 / 9.11*10^-31 * 6*10^-10
≈10^6 m/s
≈0.01c

这里波长是0.6纳米,要使电子速度达到10^6m/s,
对一个电子而言,需要多少伏的加速电压呢?
10伏可能不够吧?那么怎样计算呢?

在黑白电视机里,在上万伏的阳极电场下,
可以把电子加速到60000公里/秒 = 0.2c,
现在电子衍射仪的加速电场一般是35KV-40KV,
据说得到的就是电子的X射线(0.6 - 0.006nm)物质波了,
总之看来10伏电压恐怕是不行的吧?

虽然对X射线物质波很难做小孔(非网)衍射,
可是对红外或可见光总还是可以的吧?
但是它们的衍射环难以在荧光屏上显示出来,
所以可能就要使用红外或微光夜视镜了(见另文分析),

 

[楼主]  [4楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/03/19 15:20 

衍射膜厚度的问题

衍射膜厚(金属蒸发成膜)度会影响衍射环的清晰度,
膜厚了,会使亮环边缘变得模糊,
亮环间距的准确测量变得困难,
初步认为,膜厚度对亮环间距有一定影响,但不是很大,

分析:
1、这可能是因为使“后来电子”变向的“电子气压云”
主要形成于金属膜表面附近(表面碰撞),
膜厚度增加可能只会使变向后的电子扩散,
使得衍射环边缘变得模糊,环间距不易确定,

2、如果衍射环的成因确实如此的话,
那么原来“电子波”的频率接近X射线的假设就可能有疑问了,
可是按“以太论”的观点,
高速电子的前方应该存在“以太冲击辐射”---物质波,
那么在40KV加速电压下得到的“电子物质波”的频率到底是多少呢?
从实验看,不加衍射膜时,让电子束直接被玻璃阻隔,
荧光屏上依然没有预想的[X射线光点]出现,
这可能说明:此时“电子物质波”的频率并没有达到X射线的频率?
否则应该在荧光屏上有所显示,
或者是由于使用的是直流电子束,它对光介质的冲击扰动要比脉冲电子团小很多,
所以就难以看到效果了?

3、那么一种方法是:
用玻璃直接阻隔高频调制的电子团(对以太扰动会大一些),
(最好是导电玻璃,可以接地或阳极,减少电子堆积)
然后提高加速电压,直到能够在荧光屏上看到X射线光点为止,
然后用纳米级的小孔(不是网)在荧光屏上产生X射线衍射环,
(现在电子显微镜的电子束直径最小可以到1纳米,
可以用它来长时间照射、打孔?不过电子可能已经很难通过了,原因见后)
这才是真正的“电子物质波”衍射环,其特点可能是:
可以穿过玻璃一类的阻挡物,从而最后实现“波粒分离”的设想,

4、另一种方法是:
把荧光屏换成透明玻璃,
同样用玻璃阻隔高频调制的电子团(对以太扰动大一些),
逐步提高加速电压,用红外或微光夜视镜观察“玻璃屏幕”,
(也可以试着用底片长时间暴光,只是麻烦了一点)
直到能够在“玻璃屏幕”上看到微弱的辐射线光点为止,
然后用相应的小孔(不是网)在“玻璃屏幕”上产生衍射环,
估计这个红外或可见光区的衍射环也不会受“阻隔玻璃”的影响,

5、那么通过小孔(非网)的电子束又是怎样的呢?
如果小孔直径过小,
小孔周围的反射电子(电子气压云)会使电子很难通过,
如果小孔直径合适,
小孔周围的反射电子(电子气压云)会挤压电子束收缩,
但是一旦电子通过小孔,又会在静电斥力下更加的扩散,
至于扩散后是否会形成电子“几率衍射环”就不一定了,
我估计是很难有这样的几率性,可以简单的用荧光屏来检验,
因为可见光不会激发荧光屏发光,而散射的电子却很容易,

6、捎带说一下,
现在加速器中也有用窄缝或小孔对电子束进行“缩束”处理的,
但缝宽或孔径不能太小,具体的数值查一下再说了,

 

 [5楼]  作者:冯小骏  发表时间: 2003/03/19 15:36 

回复:10eV就是电子在10V电压下得到的能量啊!

对应的速度, 大概是30,0000m/s吧. 在非相对论近似下, 速度和能量的开根号成正比.

用光做衍射实验, 当然很简单, 自己家里就能做, 呵呵.

[楼主]  [6楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/03/19 18:52 

这个计算可能有问题?

非相对论的情况下,电子的能量E=eV能等于其动能吗?
即:eV=mvv/2   ?
如果可以,那:v=1.4sqr(eV/m),
10伏特加速电压可得电子速度为:
v=1.4sqr(eV/m)= 1.4sqr(1.6*10^-19 * 10 / 9.1*10^-31)
≈3*10^6 m/s

这倒真满足电子物质波达到X射线的要求了,
可实际恐怕并非如此,这个电子能量与动能的转换可能有问题?
实际情况是要求电子衍射仪有万伏以上的高压才会出现“衍射环”,

在家里可以做的激光衍射实验就是“反射干涉”有点意思了,
用玩具激光照射一张纸的边缘,就会有明显的干涉条纹出现,
(先要用放大镜把激光束扩散)
这是最简单,也是最基本的衍射了,
波的小孔衍射可能就是建立在此基础上的,
粒子束流是否也存在“边缘反射干涉”的情况就不太清楚了,
要试了才知道,



[楼主]  [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/03/19 19:19 

多晶体银的电子衍射照片

多晶体银的电子衍射照片:
<IMG SRC="http://yanghx.xiloo.com/image22.jpg>" WIDTH=292 HEIGHT=231>

 [8楼]  作者:中年人59  发表时间: 2003/03/19 19:46 

我家小骏年幼无知,请您原谅她吧!她实在不听我的。因害怕把家庭关系弄僵,最近我都不敢公然批评她了。请大家千万不要让她知道我说了这些。做人真难啊!
 [9楼]  作者:醉鬼张三  发表时间: 2003/03/20 01:11 

莫非你也姓冯?
“波粒分离”实验的结果令人失望,认真找找原因吧
 [10楼]  作者:silin007  发表时间: 2003/03/20 05:17 

回复:令人失望的根本原因是电子不是实物粒子!!!

鉴于这是现代人难以至信的科学事实!

所以希望您能避难从简的讨论一下几何:

因为要解决牛氏与非牛氏力学之间的矛盾,

就必需先解决欧氏与非欧氏几何之间的矛盾。

 



※※※※※※
思林终结者
 [11楼]  作者:ruimin  发表时间: 2003/03/20 09:31 

回复:供你参考

hongxin你好:

我做过激光衍射实验,有衍射图样与形成缝的板的厚度有关,可能与你的实验有一定的类似,见<世纪之争>附录部分.

你的探索很有意义,希望你取得更大成绩.

       靳锐敏

 [12楼]  作者:俞烨  发表时间: 2003/03/20 09:34 

呵呵,你家小骏看了你这帖不就知道啦?我也想知道:你也姓冯?


※※※※※※
俞烨
 [13楼]  作者:中年人59  发表时间: 2003/03/20 11:44 

我当然是冯家的一员!我从不说谎!
 我能随便改姓吗?不过我不喜欢别人刨根问底。话说白了就没意思了。自己去悟吧!我只比冯老先生差两岁!
[楼主]  [14楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/03/21 12:06 

我也试试看
有关系吗?这我没注意到,关系不大吧?
我也试试看吧,
我买了一些不锈钢筛网,有120目和300目两种,
再高目的就暂时买不到了,准备试一下看, 多谢鼓励,
[楼主]  [15楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/03/21 16:16 

粒子束边缘衍射---湍流分裂?

我对金属膜(衍射网)电子衍射的分析可能基本是对的,
(只要电子束没有把衍射膜烧出个小洞来,好象还没有发现过?)

不过对于电子的双缝衍射还要考虑粒子流的边缘干涉问题,
(可能只有当电子的速度接近光速时,
才会有较高频率的以太冲击波---电子“物质波”出现)

流体边缘干涉可能与“流体边缘湍流分离”有关?
见流体中文网照片:
http://cfluid.imcas.net/pics.html>

其中:
圆球后面的层流分离和前缘分离涡
两幅照片看的比较清楚,
比如圆球后面的层流分离如果带有一定的小角度运动,
那么可能会在屏幕上留下条纹的形状?
如果是高速气流通过一条窄缝的话,
那么这些分离了的层流就可能在窄缝的另一侧留下条纹,
(如同窄缝衍射的倒像)

另外“台风的典型结构”和一些旋涡星云也是湍流分离的情况,
如果是高速的流体在碰到一块薄板的边缘时,
在板后也会出现很强的湍流,如同台风气旋一样,也会分裂成几束,
而且分裂后射出的角度各不相同,
在屏幕上应该会形成按一定规律排列的条纹?
实验做起来困难一点了,可以再找找相关的照片,

 

[楼主]  [16楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/03/21 16:32 

层流分离形成的旋转振动频率问题---静电场频率?
有关“非欧几何”的问题可参见:
http://yanghx22.xilubbs.com/>
帖号:139  《从“非欧”看:数学、哲学、物理 》
在这里就不宜再展开讨论了吧?
如果确有必要再看看吧? 电子不是粒子的说法有点难以接受? 波与粒子的主要区别之一就是: 波是次级粒子的振动,因而可以向四面八方传播开去, 而粒子某一时刻只能在某处,不会同时出现在很多地方吧? 不过静电场应该是一种波,只是其频率太高,难以测量到? (引力波也是如此) 形象的说,就是一个高速旋转的小球会带动周围的空气, 辐射出一个有旋引力场(对同样的有旋小球才明显), 这里可能也有湍流分离形成的旋转振动频率问题, 只是如果周围的介质粒子过于微小的话, 这种湍流分离后扭聚在一起,很不明显了? 比如以太这样微小的粒子吧,以后再说了,

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