Ph 12 Versuch

Elektronenbeugung nach Davisson und Germer

Davisson und sein Assistent Germer gelang 1927 es als einer der ersten in den Bell-Laboratorien den Wellencharakter von Elektronenstrahlung nachzuweisen.

Im Davisson-Germer-Experiment wurden Elektronen senkrecht auf die Oberfläche eines Nickel-Einkristalls geschossen und die Intensität der reflektierten Elektronen als Funktion des Streuwinkels β gemessen. Die Intensität der Streustrahlung wurde aus dem Strom bestimmt, der vom Auffänger (Faraday-Becher) zur Erde abfloss.

Zur Überraschung der Experimentatoren ergaben sich keine "glatten" Kurven, sondern - abhängig vom Streuwinkel und der Beschleunigungsspannung ausgeprägte Maxima. In den folgenden Bildern sind Polardiagramme der Streuintensität dargestellt.

Man sieht, dass bei einer Beschleunigungsspannung von 54V ein besonders ausgeprägtes Maximum der Streustrahlung und dem Winkel β = 50° auftritt. Man vermutete nun, dass es sich bei den Maxima - ähnlich wie bei der Röntgenstrahlung - um Beugungserscheinungen am Raumgitter des Kristalls handelt, welche schließlich zu Interferenzerscheinungen führen. Zum Verständnis war es also notwendig, die Elektronen als Materiewellen aufzufassen.

Mit Hilfe einer Detailbetrachtung kann gezeigt werden, dass die Versuchsergebnisse von Davisson und Germer, den von de Broglie in seiner Promotionsarbeit formulierten Zusammenhang zwischen Materiewellenlänge und Impuls bestätigen.

Detailbetrachtung