ويكيبيديا

تجربة دافيسون-جيرمر: الفرق بين النسختين

تصفح التاريخ تفاعلياً
[مراجعة غير مفحوصة][نسخة منشورة]
→ التعديل السابقالتعديل اللاحق ←
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
مرئينص الويكي
JarBot (نقاش | مساهمات)
17٬592٬533 edits
ط بوت:صيانة V4.1، أضاف وسم يتيمة، أضاف وسم مقالة غير مراجعة
سطر 1:
{{مقدمة ميكانيكا الكم|expanded=تجارب}}
{{مقالة غير مراجعة|تاريخ = سبتمبر 2019}}
'''تجربة دافيسون-جيرمر''' كانت التجربة 1923-7 من قبل [[كلنتون دافيسون]] و[[لستر جيرمر]] في [[مختبرات بل|Western Electric (مختبرات بيل في وقت لاحق)]]،<ref>{{Cite journal|العنوان=Reflection of Electrons by a Crystal of Nickel|التاريخ=1 April 1928|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|issue=4|volume=14|الصفحات=317–322|bibcode=1928PNAS...14..317D|الأخير=Davisson|الأول=C. J.|الأول2=L. H.|الأخير2=Germer|pmc=1085484|pmid=16587341|doi=10.1073/pnas.14.4.317}}</ref> حيث أظهرت الإلكترونات، التي يبعثرها سطح بلورة معدن النيكل، نمط الحيود. وهذا يؤكد [[الموجة المادية|الفرضية]] المقدمة من قبل [[لويس دي بروي|لويس دي بروجلي]] في عام 1924، من لازدواجية موجة-جسيم، وكان معلما تجريبيا في إنشاء [[ميكانيكا الكم]].
{{يتيمة|تاريخ=سبتمبر 2019}}
كانت '''تجربة ديفيسون-جيرمر''' عبارة عن تجربة قام بها [[كلينتون ديفيسون]] و [[لستر جيرمر|ليستر جيرمر]] في 1923-1927 .
 
== التاريخ ونظرةوالنظرة عامةالعامة ==▼
حيث اظهرت [[إلكترون|الإلكترونات]] ، المنتشرة على سطح بلورة من معدن [[نيكل|النيكل]] ، نمط حيود. أكد هذا [[الفرضية]] ، التي طورها [[لويس دي برولي]] في عام 1924 ، حول [[ازدواجية موجة الجسيمات]] ، وكانت معلما تجريبيا في ابتكار [[ميكانيكا الكم]].
وفقًاوفقا [[معادلات ماكسويل|لمعادلات ماكسويل]] في أواخر [[القرن التاسع عشر]] ، عشر، كان يعتقد أن [[ضوء|الضوء]] يتكون من [[موجة|موجات]] من [[حقل كهرومغناطيسي|الحقولالمجالات الكهرومغناطيسية]] ويعتقد أن [[مادة|المادة]] تتكون من [[جزيء|جزيئات]]جسيمات محليةموضعية. ومع ذلك ، فقد تم تحدي هذاذلك في مقالة ورقة <nowiki/>[[ألبرت أينشتاين|ألبرت اينشتاين]] لعام عام 1905 حول  <nowiki/>[[ظاهرة كهروضوئية|التأثير الكهروضوئي]] ، والتي الذيوصفت وصف [[ضوء|الضوء]] بأنهكمؤشر كوانتاتللطاقة من الطاقة المنفصلة (التي تسمىيسمى الآن [[فوتون|فوتوناتالفوتونات]]) ،والذي والتيحصل فازتعلى بجائزة[[جائزة نوبل في [[فيزياء|الفيزياء]] في عام 1921. في عام 1924 ، قام قدم <nowiki/>[[لويس دي بروغليانبروي|لويس دي بروجلي]] بتمثيل  أطروحته المتعلقةبخصوص نظرية بنظريةالازدواجية [[ازدواجيةفي موجة-جسيم|ازدواجيةالجسيمات موجة - جسيم]] ،الموجية، التي اقترحت فكرة أن كل المادة تعرض ازدواجية الموجة - الجسيمات الموجية للفوتونات.<ref name="EisbergResnick">{{مرجع وفقًاكتاب|العنوان=Quantum لـPhysics: [[ديof بروجليAtoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles|ديالناشر={{Ill-WD2|جون بروغلي]]وايلي ،وأولاده|id=Q1479654}}|year=1985|ISBN=978-0-471-87373-0|الطبعة=2nd|chapter=Chapter بالنسبة3 إلى– de Broglie's Postulate—Wavelike Properties of Particles|الأخير=Eisberg, R.|الأخير2=Resnick, R.}}</ref> ووفقا لدي بروجلي، كل الموادمن المادة والإشعاع على حد سواء ،سواء، كانت طاقةالطاقة <math اللجسيم/> للجسيم مرتبطة بتكرار الموجة المرتبطة بواسطةبها <math /> من خلال <nowiki/>[[ثابت بلانك|علاقة Planckبلانك]]:▼
 
: <math>E=h\nu\,</math>
▲== التاريخ ونظرة عامة ==
▲وفقًا [[معادلات ماكسويل|لمعادلات ماكسويل]] في أواخر [[القرن التاسع عشر]] ، كان يعتقد أن [[ضوء|الضوء]] يتكون من [[موجة|موجات]] من [[حقل كهرومغناطيسي|الحقول الكهرومغناطيسية]] ويعتقد أن [[مادة|المادة]] تتكون من [[جزيء|جزيئات]] محلية. ومع ذلك ، فقد تم تحدي هذا في مقالة [[ألبرت أينشتاين]] لعام 1905 حول [[ظاهرة كهروضوئية|التأثير الكهروضوئي]] ، الذي وصف [[ضوء|الضوء]] بأنه كوانتات من الطاقة المنفصلة (التي تسمى الآن [[فوتون|فوتونات]]) ، والتي فازت بجائزة نوبل في [[فيزياء|الفيزياء]] في عام 1921. في عام 1924 ، قام [[لويس دي بروغليان]] بتمثيل أطروحته المتعلقة بنظرية [[ازدواجية موجة-جسيم|ازدواجية موجة - جسيم]] ، التي اقترحت فكرة أن كل المادة تعرض ازدواجية الموجة - الجسيمات للفوتونات. وفقًا لـ [[دي بروجلي|دي بروغلي]] ، بالنسبة إلى كل المواد والإشعاع على حد سواء ، كانت طاقة اللجسيم مرتبطة بتكرار الموجة المرتبطة بواسطة علاقة Planck:
 
وأن زخم الجسيمالجسيمات <math /> كان مرتبطًا بطول موجةموجته مابما يعرف الآن <nowiki/>[[الموجة باسم علاقةالمادية|بعلاقة دي بروليبروغلي]]:▼
''<code>E=hv</code>''
 
: <math>p=\frac{h}{\lambda},</math>
▲وأن زخم الجسيم كان مرتبطًا بطول موجة ما يعرف الآن باسم علاقة دي برولي:
 
حيث h هو [[ثابت بلانك]].
<code>y=h|p</code>
 
حيثمساهمة hمهمة هوقام ثابتبها Walter بلانكM. قدم [[والتر ايلسيسر]] مساهمة مهمةElsasser في تجربة ديفيسوندافيسون-جيرمر في العشريناتGöttingen منفي عشرينيات القرن العشرين ، الذي لاحظالعشرين، ولاحظ أن الطبيعةطبيعة الشبيهةالمادة بالموجةتشبه للمادةالموجة قد يتم التحقيقبحثها فيها من خلالبواسطة تجارب [[الانتثارتشتت الإلكتروني]]الإلكترونات على المواد الصلبة البلورية ،المتبلرة، تمامًا مثل الطبيعة التيالشبيهة تشبهبالموجة الموجة.تم تأكيد من [[أشعة سينية|الأشعة السينية]] تم تأكيدها من خلال تجارب نثرتشتت الأشعة السينية على  <nowiki/>[[بلورة|المواد الصلبة البلورية]].<ref>{{مرجع كتاب|المسار=http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=4990&page=103|العنوان=Biographical Memoirs|الناشر=[[National Academy Press]]|السنة=1995|ISBN=978-0-309-05239-9|volume=68|chapter=Walter M. Elsasser|الأخير=Rubin, H.}}</ref>
 
تمهذا التوصلالاقتراح الىمن هذاالساسر الاقتراحثم تم نقله من قِبلقبل زميلزميله ايلسيسر الأقدمالكبير (وحاصلوحصل لاحقاً على [[جائزة نوبل]] لاحقًا)  <nowiki/>[[ماكس بورن]] إلى لعلماءعلماء [[فيزياء|الفيزياء]] في [[إنجلترا]]. عندما تم إجراء تجربة ديفيسون و جيرمر ،دافيسون وجيرمر تم شرح نتائج التجربة بواسطةمن خلال اقتراح ايلسيسرElsasser's. ومع ذلك ،فإن لمالقصد تكنالأولي النية الأولية لتجربةمن تجربة دافيسون وجيرمر هيلا تأكيديؤكد [[الموجة المادية|فرضية دي برولي بروجلي]]، بل من أجل دراسة سطح النيكل.
[[ملف:Bell_Labs_APS_plaque_west_side_of_Westbeth_door_jeh_edited.jpg|تصغير|بلاك الجمعية الفيزيائية الأمريكية في مانهاتن ذكرى التجربة]]
== المراجع ==
{{مراجع|2}}▼
 
== وصلات خارجية ==
في عام 1927 في مختبرات بيل ، أطلق كلينتون دافيسون وليستر جيرمر إلكترونات بطيئة الحركة على هدف نيكل بلوري. تم قياس [[الاعتماد الزاوي]] لكثافة [[إلكترون|الإلكترون]] المنعكس وتم تحديد أن يكون له نفس نمط [[الحيود]] كتلك التي تنبأ بها براغ للأشعة السينية. في الوقت نفسه ، أظهر [[جورج باغيت طومسون|جورج باجيت طومسون]] بشكل مستقل نفس التأثير الذي أطلق [[إلكترون|الإلكترونات]] من خلال الأفلام المعدنية لإنتاج نمط حيود ، وتقاسم ديفيسون وتومسون جائزة نوبل في الفيزياء في عام 1937. أكدت تجربة دافيسون-جيرمر فرضية دي برولي بأن المسألة لها سلوك يشبه [[موجة|الموجة]]. هذا ، بالاقتران مع [[ظاهرة كومبتون|تأثير كومبتون]] الذي اكتشفه [[آرثر كومبتون]] (الذي فاز بجائزة نوبل للفيزياء في عام 1927) أسس فرضية ثنائية الموجات والجسيمات التي كانت خطوة أساسية في [[ميكانيكا الكم|نظرية الكم]].
 
<ref>* {{مرجع ويب▼
== التجارب المبكرة ==
| المسار = http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/davger2.html
بدأ ديفيسون العمل في عام 1921 لدراسة الإلكترون وانبعاثات الإلكترون الثانوية. استمرت سلسلة من التجارب حتى عام 1925. الإعداد التجريبي كان الهدف الفعلي لديفيزون وجيرمر هو دراسة سطح قطعة من النيكل عن طريق توجيه حزمة من الإلكترونات على السطح ومراقبة عدد الإلكترونات التي ارتدت في زوايا مختلفة. لقد توقعوا أنه نظرًا لصغر حجم الإلكترونات ، فإن سطح بلورة أنعم سيكون خشنًا للغاية ، وبالتالي فإن شعاع الإلكترون سيواجه انعكاسًا منتشرًا. تكونت التجربة من إطلاق شعاع إلكترون (من مسدس إلكترون ، مسرع جسيم إلكتروستاتيكي) على بلورة نيكل ، عمودي على سطح البلورة ، وقياس مدى تباين عدد الإلكترونات المنعكسة مع تباين الزاوية بين الكاشف والنيكل سطح متنوعة. كان مدفع الإلكترون عبارة عن خيوط ساخنة أطلقت إلكترونات متحمسة حرارياً تسارعت بعد ذلك من خلال فرق الجهد الكهربائي ، مما أعطاهم كمية معينة من الطاقة الحركية ، نحو بلورة النيكل. لتجنب تصادم الإلكترونات مع ذرات أخرى في طريقها نحو السطح ، أجريت التجربة في غرفة مفرغة. لقياس عدد الإلكترونات التي كانت مبعثرة في زوايا مختلفة ، تم استخدام كاشف الإلكترون لكأس الذي يمكن نقله على مسار القوس حول البلورة. تم تصميم الكاشف لقبول الإلكترونات المتناثرة بشكل مرن فقط. أثناء التجربة ، دخل الهواء عن طريق الخطأ إلى الغرفة ، مما أدى إلى إنتاج فيلم أكسيد على سطح النيكل. لإزالة الأكسيد ، قام دافيسون وجيرمر بتسخين العينة في فرن درجة حرارة عالية ، دون أن يدركوا أن هذا تسبب في تكوين هيكل متعدد البلورات سابقًا للنيكل لتشكيل مناطق بلورية فردية كبيرة ذات مستويات بلورية مستمرة فوق عرض حزمة الإلكترون. عندما بدأت التجربة من جديد وضربت الإلكترونات السطح ، كانت مبعثرة بواسطة ذرات النيكل في الطائرات البلورية (لذا كانت الذرات متباعدة بانتظام) من البلورة. هذا ، في عام 1925 ، ولدت نمط حيود مع قمم غير متوقعة.
| العنوان = Davisson–Germer Experiment
 
| الموقع = [[هايبرفيزيكس]]
== اختراق ==
| الناشر = [[جامعة ولاية جورجيا]], Physics Departement
في استراحة ، حضر ديفيسون اجتماع أكسفورد للجمعية البريطانية للتقدم العلمي في صيف عام 1926. في هذا الاجتماع ، علم بالتطورات الأخيرة في ميكانيكا الكم. لمفاجأة ديفيسون ، ألقى ماكس بورن محاضرة استخدمت فيها منحنيات الحيود من أبحاث دافيسون عام 1923 التي نشرها في مجلة ساينس في ذلك العام ، باستخدام البيانات كتأكيد لفرضية دي برولي. لقد تعلم أنه في السنوات السابقة ، حاول علماء آخرون - Walter Elsasser و E. G. Dymond و Blackett و James Chadwick و Charles Ellis - إجراء تجارب مماثلة حول الحيود ، لكنهم لم يتمكنوا من توليد فراغات منخفضة بما فيه الكفاية أو اكتشاف حزم منخفضة الكثافة المطلوبة. بالعودة إلى الولايات المتحدة ، أجرى ديفيسون تعديلات على تصميم الأنبوب وتصاعد الكاشف ، مضيفًا السمت بالإضافة إلى الصلابة. ولدت التجارب التالية ذروة إشارة قوية عند 65 فولت وزاوية 45 = 45 درجة. نشر مذكرة إلى Naturetitled بعنوان "تناثر الإلكترونات بواسطة بلورة واحدة من النيكل". الأسئلة لا تزال بحاجة إلى إجابة واستمر التجريب حتى عام 1927. عن طريق تغيير الجهد المطبق على مسدس الإلكترون ، تم العثور على أقصى شدة للإلكترونات المنعكسة على السطح الذري في زوايا مختلفة. وقد لوحظت أعلى كثافة عند زاوية 50 = 50 ° مع جهد 54 فولت ، مما يعطي للإلكترونات طاقة حركية تبلغ 54 فولت. كما أثبت Max von Laue في عام 1912 ، فإن التركيب البلوري الدوري يعمل كنوع من شبكات الحيود ثلاثية الأبعاد. يتم إعطاء زوايا أقصى انعكاس بواسطة شرط Bragg للتداخل البناء من صفيف ، قانون Bragg = 0.091 نانومتر) تم الحصول عليها من تجارب تشتت الأشعة السينية السابقة على النيكل البلوري. وفقا لعلاقة دي برولي ، فإن الإلكترونات ذات الطاقة الحركية البالغة 54 فولت ذات طول موجي قدره 0.167 نانومتر. وكانت النتيجة التجريبية 0.165 نانومتر عن طريق قانون براج ، والتي تطابقت بشكل وثيق مع التوقعات. كما ذكر دافيسون وجيرمر في ورقة المتابعة الخاصة بهما لعام 1928 ، "هذه النتائج ، بما في ذلك فشل البيانات في تلبية صيغة براغ ، تتفق مع تلك التي تم الحصول عليها سابقًا في تجاربنا على حيود الإلكترون. تفشل بيانات الانعكاس في تلبية علاقة براغ للسبب نفسه هو فشل حزم حيود الإلكترون في تزامن نظائرها في حزمة Laue. " ومع ذلك ، يضيفون ، "أطوال الموجة المحسوبة تتفق بشكل ممتاز مع القيم النظرية لـ h / mv كما هو موضح في الجدول المصاحب." لذلك على الرغم من أن حيود طاقة الإلكترون لا يتبع قانون براغ ، إلا أنه أكد معادلة دي برولي. كان اكتشاف دافيسون وجيرمر العرضي لحيود الإلكترونات أول دليل مباشر يؤكد فرضية دي برولي بأن الجسيمات يمكن أن يكون لها خصائص موجية أيضًا. ساهم اهتمام دافيسون بالتفاصيل وموارده لإجراء البحوث الأساسية وخبرة الزملاء والحظ في النجاح التجريبي.
| الأخير = R. Nave
 
}}
== تطبيقات عملية ==
{{شريط بوابات|الفيزياء|ميكانيكا الكم}}
لم يكن حتى الستينيات من القرن الماضي هو جعل الأنابيب المفرغة موثوقة ومتاحة للتوسع في تقنية حيود الإلكترون ، ولكن منذ ذلك الوقت ، استخدم العلماء حيود LEED لاستكشاف أسطح العناصر المتبلورة والتباعد بين الذرات.
[[تصنيف:أساسيات فيزياء الكم]]
 
[[تصنيف:العلم في 1927]]
▲<ref>{{مرجع ويب
[[تصنيف:تجارب فيزيائية]]
| مسار = https://en.m.wikipedia.org/wiki/Davisson%E2%80%93Germer_experiment
| عنوان = Davisson–Germer experiment - Wikipedia
| موقع = en.m.wikipedia.org
| لغة = en
| تاريخ الوصول = 2019-09-25
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20160909092103/https://en.m.wikipedia.org/wiki/Davisson–Germer_experiment | تاريخ أرشيف = 9 سبتمبر 2016 }}</ref>
 
<code>E=</code>
 
== مراجع ==
▲{{مراجع}}
{{غير مصنفة|تاريخ=سبتمبر 2019}}
{{مقالات بحاجة لشريط بوابات}}
مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/wiki/تجربة_دافيسون-جيرمر»