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• Adriana Lopez

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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER PUPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL NUCLEO ANZOATEGUI-SEDE SAN TOME

Difracción de electrones Facilitador: Autores: Ing. Enzo Rocca

Oneal Villarroel CI. 25.268.674 Teidy Herrera 24.968.583

CI.

Joancelis Requena CI. 22.862.762

San Tome, Noviembre del 2013

INTRODUCCION La difracción de electrones se remonta a las épocas en las que se empezaba a comprender la dualidad onda-partícula de entidades como el electrón. Si el electrón tuviera comportamiento ondulatorio entonces podría ser difractado. La teoría vino a poner esto claramente de manifiesto como consecuencia de la mecánica ondulatoria (1924) de Louis de Broglie, que extendía la dualidad ondapartícula que Einstein había descubierto para el caso de los fotones y que hacia los años veinte estaba bien establecida lo mismo que el efecto fotoeléctrico, en el que los fotones arrancan electrones; La hipótesis de De Broglie, formulada al final de 1926, propone que las partículas también se comportan como ondas. Tres años más tarde, la fórmula de De Broglie se comprobó para los electrones (que poseen masa en reposo) mediante la observación de la difracción de electrones en dos experimentos independientes: Uno realizado por George Paget Thomson en la Universidad de Aberdeen, quien hizo pasar un haz de electrones a través de una delgada capa de metal y observó los patrones de interferencia predichos. El otro experimento lo realizaron Clinton Joseph Davisson y Lester Halbert Germen en los Laboratorios Bell, ellos hicieron pasar un haz de electrones a través de una rejilla cristalina. A diferencia de otros tipos de radiación utilizada en los estudios de difracción de los materiales, tales como rayos X y neutrones, los electrones son partículas cargadas que interactuar con la materia a través de la fuerza de Coulomb. Esto quiere decir que los electrones inciden

en

sentir

positivamente

y

la los

influencia electrones

del

núcleo

circundantes,

atómico este

cargado

efecto

es

frecuentemente utilizada en física y química de sólidos para estudiar la estructura cristalina de los sólidos. Estos experimentos se realizan normalmente utilizando un microscopio electrónico por transmisión o

un microscopio electrónico por escaneo, como el utilizado en la difracción de electrones por retro dispersión. En estos instrumentos, los electrones son acelerados mediante electrostática potencial para así obtener la energía deseada y disminuir su longitud de onda antes de

que

este

interactúe

con

la

muestra

en

estudio.

La estructura periódica de un sólido cristalino actúa como una rejilla de difracción, dispersando los electrones de una manera predecible. A partir del patrón de difracción observado es posible deducir la estructura del cristal que produce dicho patrón de difracción. Sin embargo, esta técnica está limitada por el problema de fase es decir, la difracción de electrones necesita un alto nivel de interacción por

parte

del

usuario.

Aparte del estudio de los cristales, la difracción de electrones es también una técnica útil para el estudio de sólidos amorfos, y la geometría de las moléculas gaseosas. Ahora en la actualidad la difracción de electrones es una técnica utilizada para estudiar la materia haciendo que un haz de electrones incida sobre una muestra y observando el patrón de interferencia resultante. Este fenómeno ocurre gracias a la dualidad onda-partícula, que establece que una partícula de materia (en este caso el electrón que incide) puede ser descrita como una onda. Por esta razón, un electrón puede ser considerado como una onda muy similar al sonido o a ondas en el agua. Esta técnica es similar a la difracción de los rayos-X o la difracción de neutrones.

Objetivo general  Demostrar la hipótesis de De Broglie y de Bragg.

Objetivos específicos  Determinar el carácter ondulatorio de la onda.  Estudiar los parámetros de difracción de la onda en el agua.  Analizar el patrón de interferencia de los electrones reflejados en la pantalla.

Pre-laboratorio Defina:  Difracción de electrones.  Difracción.  Partícula.  Onda.  Electrón  Fotón.  Longitud de onda del electrón.

Materiales     

Rendija Pitillo Bold de cristal Linterna Pantalla(laminas de simulacro)

Actividades Actividad # 1.  En un bold con agua insertar una rendija.  Elaborar ondas en el agua con el pitillo.  Observar y analizar la difracción de la onda.

Actividad # 2.  En un bold con agua insertar una doble rendija.  Elaborar ondas en el agua con el pitillo.

 Observar y analizar la difracción de la onda.

Actividad #3.  Con una linterna iluminar la rendija.  Observar y analizar el comportamiento de los electrones.

Actividad #4.  Con una linterna iluminar la doble rendija.  Observar en la pantalla el patron de interferencia al atravesar la doble rendija.

Post-laboratorio 1) 2) 3) 4)

¿utilidad de la difracción de electrones? ¿Diferencias entre ondas mecánicas y de materia? ¿Diferencias entre ondas electromagnéticas y de materia? ¿Limitaciones de la difracción de electrones?