في عام 1927 جرت أولى التجارب للتأكد من صحة فرضية الأمواج المصاحبة للإلكترونات. كان صاحبي هذه التجربة هم دافيسون وجيرمر، وكانا يعملان في مختبرات بل الهاتفية. الفكرة الرئيسية للتجربة تقوم على دراسة تداخل أمواج الالكترونات المنعكسة من سطح بلورة من النيكل.

يوضح الشكل (3–3) رسم تخطيطي للجهاز الذي استخدم للتجربة. يتكون الجهاز بشكل عام من مصدر للإلكترونات يمكن به تغيير طاقة حركة الالكترونات، وقطعة من النيكل، وكاشف يقوم بتسجيل شدة الإشعاع كدالة في الزاوية θ المحصورة بين الشعاع الساقط والمنعكس.

إن ذرات بلورة النيكل تتخذ شكل وحدات مكعبة تفصل بينهما مسافات معينة a، كما هو موضح بالشكل نفسه. تقوم الفكرة الان على دراسة شدة الاشعاع، والذي يعتمد على كل من الزاوية θ وطاقة الحركة للإلكترونات.

شكل (3–3)

رسم تخطيطي لجهاز دافيسون وجيرمر المستخدم في دراسة الأمواج الالكترونية.

لو استخدمنا طاقة حركة مقدارها eV5 سنجد أن شدة الاشعاع تكون أكبر ما يمكن عندما تكون 0 = θ، بعدها تبدأ بالتناقص حتى تصل الى اقل قيمة عند 35º = θ، ثم تزداد حتى تصل الى اعلى قيمة لها عند 50º = θ، وبعدها تبدأ بالتناقص مرة أخرى وهكذا. إن هذا الأسلوب في التناقص والزيادة لا يمكن تفسيره إلا باستخدام فكرة تداخل الأمواج حيث يكون التداخل بناء عند 50º = θ وهدام عند °35 = θ.

إن شرط حدوث تداخل بناء يتم بتحقيق قانون براغ Bragg's law والذي يعطى كالتالي:

حيث a المسافات الفاصلة بين ذرات بلورة النيكل، m عدد صحيح، وهو لتحديد رتبة خطوط التداخل لو استخدمنا الان المعادلة (6-3) لا يجاد الطول الموجي λ. بمعلومية a والزاوية θ، سنجد انها بالضبط تعطي نفس الناتج لو اننا استخدمنا معادلة دي بروي (المعادلة (3–3)). يوضح الشكل (4–3) العلاقة بين شدة الإشعاع I وفرق الجهد V، حيث فرق الجهد هو المسؤول عن طاقة حركة الالكترونات أو كمية دفعها تكون شدة الإشعاع أعلى ما يمكن عند 54 = V أي عندما تكون الزاوية θ تساوي 50º.

لقد كانت تلك التجربة أول دليل تجريبي لصدق فرضية دي بروي. وبعد عام واحد من اكتشاف دافيسون وجيرمر، أجرى طومسون G. P. Thomson ابن J. J. Thomson الذي اكتشف الالكترون، تجربة تداخل الامواج الالكترونية بعد نفاذها من شرائح رقيقة جدا. لقد اكتشف طومسون الأب الإلكترون كجسيم، بيمنا اكتشفه الابن كموجة.

شكل (4–3)

العلاقة بين شدة الاشعاع I وفرق الجهد V، حيث تكون القيمة العظمى للشدة عند 54 = V أو 50º = θ.

إن ظاهرة تداخل الالكترونات قد تظهر على شكلين إما على شكل حلقات كما هو في الشكل (5–3) أو على شكل نقاط مضيئة كما هو موضح بالشكل (6-3) السبب في ذلك يعتمد على تركيبة المواد التي تسقط عليها الالكترونات، فإذا ظهر شكل حلقات تكون تركيبة البلورات الداخلية اسطوانية الشكل، بحيث تحتوي على جميع الاتجاهات الممكنة، وإذا ظهرت نقاط مضيئة، فان تركيبة المادة تكون عادية.

شكل (5–3)

تداخل موجات الإلكترون، معطية في النهاية شكل حلقات.

شكل (6–3)

تداخل موجات الالكترون، معطية في النهاية شكل نقاط مضيئة بشدات مختلفة.

مواضيع ذات صلة

Bremsstrahlung

Synchrotron radiation

Radiation damping

The rate of radiation of energy

Radiation resistance

شكل جديد للذرة

النموذج الحلزوني التفاعلي- التوليدي للبنية الذرية:

تحليل وتفسير الرؤية الجديدة للبنية الذرية

شكل جديد للذرة في النظرية الحلزونية الكونية: (محاولة بناء نموذج رياضي للذرة)

بور يحل المشكلة باستخدام دستور بلانك – اينشتاين

مشكلة خطوط الأطياف الذرية

رذرفورد يخترع مجموعة شمسية مصغرة