Einzelspaltbeugungsmuster für Elektronen?

Wenn man über Youngs Doppelspaltexperiment für Elektronen liest, wird festgestellt, dass das Beugungsmuster beobachtet wird, wenn beide Spalte offen sind, aber nicht für einen einzelnen Spalt (ich nehme an, dies ist gleichbedeutend damit, dass kein Beugungsmuster vorhanden ist, wenn ein Beobachter platziert wird, um zu messen, welcher Spalt das Elektron geht durch).

Und dennoch wird ein Beugungsmuster für Licht beobachtet, das durch einen einzelnen Schlitz hindurchgeht. Ich habe nichts darüber gelesen, dass dies für Elektronen beobachtet wird. Warum ist das so? Ich würde denken, dass die Wellenfunktionen, die alle Materieteilchen beschreiben, von gleicher Form sind und sich gleich verhalten würden. Ich dachte, dass es vielleicht damit zu tun hat, dass es nicht möglich ist, Schlitze zu erzeugen, die klein genug sind, um das Elektronenbeugungsmuster zu beobachten, aber das kann nicht wahr sein, da der Abstand der Streifen für zwei Schlitze und einen breiten Schlitz gleich ist, wenn der Abstand zwischen Schlitzen gleich der Breite des Einzelschlitzes ist. Wenn wir also Schlitze erzeugen können, die klein genug sind, um sie d voneinander zu beabstanden, können wir dann sicherlich einen einzelnen Schlitz der Breite d erzeugen?

Bitte geben Sie Referenzen zu den Ansprüchen an. Beugung tritt immer auf, es ist nur so, dass das Muster sehr unterschiedlich ist, wenn die Welle durch zwei Schlitze gegenüber einem Schlitz geht.
Wo hast du das gehört? Ich glaube nicht, dass das stimmt, was du gesagt hast.
Ich lese Quantenmechanik, 2. Auflage, Bransden und Joachain. Darin heißt es: „Es sollte beachtet werden, dass das Beugungsmuster nicht erscheint, wenn ein Schlitz in einem Experiment mit zwei Schlitzen geschlossen wird.“ Oh, ich verstehe. Ich denke, dies trifft auf diesen Fall zu, da die Schlitze so eng sind, dass ein Beugungsmuster eines Doppelschlitzes so verteilt wäre, dass Sie vielleicht nur ein Minimum an den äußersten Rändern des Bildschirms sehen würden - kaum wahrnehmbar. Die Schlitzbreite müsste auf etwa den Schlitzabstand erhöht werden, um ein wahrnehmbares Muster von einem einzelnen Schlitz zu sehen.
Es kann nützlich sein, die Wörter „Beugung“ und „Interferenz“ zu unterscheiden. Bei zwei Schlitzen erhalten Sie eine Beugung von jedem Schlitz und auch eine Interferenz der Wellen von den beiden Schlitzen. Mit einem Schlitz erhalten Sie nur das Beugungsmuster, das diesem Schlitz zugeordnet ist. Beachten Sie jedoch, dass es bei Elektronen auch elektrostatische Kräfte gibt, die bei der Analyse jedes präzisen Experiments berücksichtigt werden müssen.

Antworten (2)

Nach langer Suche mit Variationen habe ich ein PDF des letzten Artikels über die Einzelspaltinterferenz von Elektronen erhalten. Aus der Zusammenfassung:

Wir haben dieses Experiment mit einem Spalt anstelle von zwei durchgeführt, bei dem ballistische Elektronen innerhalb eines zweidimensionalen Elektronengases durch eine kleine Öffnung gebeugt werden, die durch einen Quantenpunktkontakt (QPC) gebildet wird. Da die QPC-Breite mit der Elektronenwellenlänge vergleichbar ist, wird das beobachtete Intensitätsprofil weiter durch die transversalen Wellenleitermoden moduliert, die an der Injektor-QPC vorhanden sind.

das Papier selbst ist hier

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Komplexität ergibt sich aus der Tatsache, dass sie auch nach den Phasen von Aharonof Bohm suchen, und das Papier muss sorgfältig gelesen werden, aber die Abbildungen zeigen eine Beugung von einem einzelnen Spalt.

Du hast Recht.

Wenn Sie in der Lage sind, einen einzelnen Spalt zu erzeugen, dessen Breite in der Größenordnung der De-Broglie-Wellenlänge eines Elektronenstrahls liegt, sollten Sie ein Interferenzmuster beobachten.

Und dies wurde tatsächlich experimentell durchgeführt, siehe zum Beispiel: https://doi.org/10.1119/1.1987592 .

Einzelspaltbeugungsmuster für Elektronen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v