Поглощающий экран
На пути пучка электронов помещен экран с расположенными на нем двумя щелями. Некоторая часть электронов проходит через открытую щель, остальные электроны поглощаются экраном.
Пользователь имеет возможность открывать и закрывать каждую из щелей. Ширины щелей и расстояния между ними изменяются программно при изменении ускоряющего напряжения.
Конкретные значения ширины щелей и расстояния между ними задаются случайным образом в некоторых пределах, зависящих от величины ускоряющего напряжения.
Управление щелями осуществляется с панели управления.
Устройство подсветки
Для «подсветки» электронов с целью их обнаружения после прохождения той или иной щели используется устройство подсветки. Это устройство действует направленно, подсвечивая в отдельности каждую щель.
Электрон, прошедший через освещенную щель, дает кратковременный «блик» в непосредственной близости от щели, что и позволяет установить факт прохождения электрона через данную щель.
Управление подсветкой производится с панели управления.
Замечание
При включенной подсветке детекторы регистрируют только те электроны, которые проходят через освещенную щель.
Панель детекторов
Каждый электрон, прошедший через щель, регистрируется детектором. Более восьмидесяти детекторов, расположенных вплотную друг к другу, образуют панель детекторов.
При регистрации электрона на детекторе высвечивается красный индикатор. Это позволяет наглядно проследить процесс случайного попадания электрона в тот или иной детектор. Сигнал с детектора поступает в регистрирующее устройство. Включение и выключение детекторов производится автоматически одновременно с источником электронов.
Регистрирующее устройство
Регистрирующее устройство принимает сигнал от детектора и на диаграмме изображает количество зарегистрированных этим детектором электронов. Регистрирующее устройство включается и выключается автоматически, одновременно с панелью детекторов.
Элементы панели управления
Панель управления объединяет элементы, предназначенные для контроля и управления работой установки (Рис.3).
Рис.3. Панель управления.
Для удобства использования элементы контроля и управления объединены в отдельные группы.
Подробно описание работы элементов управления представлено в соответствующих разделах.
«Масштаб»
Для того, чтобы при различных условиях эксперимента пользователь мог представить физические размеры установки (если бы она существовала в реальности), на информационной панели «Масштаб» представлена величина масштаба, которая показывает, сколько реальных миллиметров содержится в одном миллиметре изображения.
«Ширина щели»
Информационная панель «Ширина щели» показывает величину ширины щели в миллиметрах. Верхняя и нижняя щели имеют одинаковую ширину.
«Расстояние между щелями»
Эта информационная панель показывает величину расстояния между щелями в миллиметрах.
«Регистрация»
На этой панели расположены: счетчик зарегистрированных электронов и кнопка управления источником электронов.
Счетчик электронов показывает количество электронов, зарегистрированных детекторами. При включении источника электронов счетчик обнуляется.
Кнопка управления источником включает и выключает источник электронов и связанные с ним компоненты.
Замечание
При включении источника блокируются все остальные элементы управления.
«Ускоряющее напряжение»
Этот выпадающий список предназначен для выбора величины ускоряющего напряжения электронов. В списке десять значений напряжения: от 1 вольта до 1000000 киловольт. Каждое следующее значение в десять раз больше предыдущего.
«Скорость регистрации»
На этой панели расположен стандартный элемент «прокрутки», с помощью которого можно изменять скорость регистрации электронов. При малых значениях скорости можно подробно проследить весь процесс работы установки, а при больших – быстро получить результаты.
«Верхняя щель»
На панели расположены кнопки для управления верхней щелью.
Кнопка «Открыть/Закрыть» открывает и закрывает щель, а кнопка «Подсветка вкл./выкл.» включает и выключает подсветку.
«Нижняя щель»
На панели расположены кнопки для управления нижней щелью.
Кнопка «Открыть/Закрыть» открывает и закрывает щель, а кнопка «Подсветка вкл./выкл.» включает и выключает подсветку.
Кнопка «Создать отчет»
С помощью этой кнопки можно открыть форму для создания отчета.
В главном меню программы имеется пункт, предназначенный для той же цели.
Кнопка «Выход»
Кнопка выход закрывает главную форму и завершает работу программы.
При включении источника электронов эта кнопка и другие элементы управления, завершающие работу программы, блокируются.
В главном меню программы имеется пункт, предназначенный для той же цели.
Порядок выполнения работы:
Наблюдение картины от одной (верхней и нижней) щели без подсветки
Наблюдение дифракционной картины от двух щелей при двух ускоряющих напряжениях (одно маленькое, другое – большое). При каждом напряжении эксперимент проводится 3 – 5 раз. Измеряются положения минимумов и записываются ширина щели и расстояние от щелей до экрана.
Для каждого напряжения рассчитываются длины волн из экспериментальных данных и находится среднее значение длины волны.
Рассчитываются теоретические значения длин волн, исходя из двух значений ускоряющих напряжений (во втором случае пользуются формулами СТО).
Сравниваются теоретические и экспериментально найденные значения длин волн и делается вывод.
Проводится эксперимент с одной и двумя щелями с подсветкой и делается вывод о том, что дифракция в этом случае не наблюдается.
Составить и написать отчет о проделанной работе.