Wie feuert man eigentlich ein Elektron ab?

Als Mathematiker habe ich praktisch keine Erfahrung und kein Wissen über experimentelle Methoden. Kürzlich, als ich von einigen berühmten Experimenten in der Geschichte der Quantenphysik erfuhr, hörte ich von einem Experiment in Japan (die Namen der beteiligten Personen sind mir längst aus dem Gedächtnis verschwunden), das de Broglies Idee von „Materiewellen“, dh dieser Welle, bestätigte -Teilchendualität ist nicht nur für Photonen.

Die Idee, soweit ich mich erinnere, war, dass Elektronen sehr langsam auf eine Detektorplatte geschossen wurden, aber es gab einen kleinen Faden, der senkrecht zum Detektor verlief, so dass er einige Elektronen blockieren würde. Wie vorhergesagt, zeigte das Muster auf dem Detektor jedoch im Laufe der Zeit Interferenzmuster, die wir normalerweise von Wellen erwarten würden.

Meine Frage bezieht sich nicht auf die Quantenphysik dahinter, sondern auf die eigentlichen experimentellen Methoden. Wie bereitet man eigentlich ein paar Elektronen in einem bestimmten Zustand vor, und wie „feuert“ man sie dann tatsächlich alle vom selben Punkt aus, eines nach dem anderen? Gibt es eine Art Molekül, das Sie herstellen können, das Elektronen ausstößt, wenn Sie es mit etwas anderem treffen, oder so etwas?

Ganz allgemein, nehme ich an, gibt es eine Art Studium/Referenz für experimentelle Methoden, oder lernt man so etwas einfach als Physiker? Wenn ich zum Beispiel ein Experiment durchführen möchte, aber wissen muss, wie man Elektronen erzeugt, sagen wir, in einem bestimmten Zustand und sie mit einer bestimmten Geschwindigkeit abfeuert, und dann einige Photonen in einem bestimmten Zustand präpariert und etwas mit ihnen macht usw ., würde ich zu einem bestimmten Buch greifen und mir das Kapitel „Wie man Elektronen mit verschiedenen Geschwindigkeiten und in bestimmten Mengen präpariert und abfeuert“ ansehen, oder würde ich auf frühere Experimente zurückblicken, oder würde ich nur meine Notizen aus den Vorlesungen anschauen Ich habe mich während meines Grund-/Aufbaustudiums mit experimentellen Methoden befasst?

Umgangssprachlich Elektronen aus einer Oberfläche „herauskochen“, was ebenfalls ein guter Suchbegriff ist.
Das Gebiet der Beschleunigerphysik widmet sich (unter anderem) der Frage, wie man (meist geladene) Teilchen in einen bestimmten Zustand manipulieren kann. Das Buch von Martin Reiser ist wirklich gut: amazon.com/Theory-Design-Charged-Particle-Beams/dp/3527407413

Antworten (1)

Elektronen haben eine Ladung und daher kann ihre Flugbahn und Geschwindigkeit durch ein elektrisches Feld manipuliert werden.

Ein Standardverfahren zur Erzeugung eines Elektronenstrahls besteht darin, Strom durch einen Leiter zu leiten.
Schließlich wird der Leiter so heiß, dass die Elektronen auf der Oberfläche genug Energie haben, um zu entkommen.
Sie können dieses desorientierte "Spray" von Elektronen durch ein kontrolliertes, externes, elektrisches Feld ausrichten.