Մասնիկների դիֆրակցիա

Մասնիկների դիֆրակցիա, միկրոմասնիկների (էլեկտրոններ, նեյտրոններ, պրոտոններ, ատոմներ) առաձգական ցրումը բյուրեղներից կամ հեղուկների ու գազերի մոլեկուլներից, որի դեպքում մասնիկների սկզբնական փնջից առաջանում են լրացուցիչ փնջեր, որոնց շեղման անկյունը և ինտենսիվությունը կախված են ցրող նյութի ներքին կառուցվածքից։
Մասնիկների դիֆրակցիան ալիքային երևույթ է, ուստի այն կարելի է բացատրել՝ ելնելով մասնիկների երկակի բնույթից, այսինքն միայն քվանտային տեսությամբ։ Ըստ Բրոյլի հիպոթեզի, ամեն մի մասնիկի շարժում նկարագրվում է ալիքային ֆունկցիայով։ Արտաքին դաշտերից զերծ տարածության մեջ ազատ մասնիկի դը Բրոյլի ալիքը մեներանգ է՝ 
  
    
      
        λ
        =
        h
        
          /
        
        p
      
    
    {\displaystyle \lambda =h/p}
   երկարությամբ, որտեղ 
  
    
      
        h
      
    
    {\displaystyle h}
  -ը Պլանկի հաստատունն է, 
  
    
      
        p
      
    
    {\displaystyle p}
  -ն՝ մասնիկի շարժման քանակը։ 
  
    
      
        U
      
    
    {\displaystyle U}
   լարման էլեկտրական դաշտում արագացված էլեկտրոնի դը Բրոյլի ալիքի երկարությունը՝ 
  
    
      
        λ
        =
        
          
            
              12
              ,
              26
            
            
              U
            
          
        
      
    
    {\displaystyle \lambda ={\frac {12,26}{\sqrt {U}}}}
  ։ Այդ բանաձևը կիրառելի է վակուումում լույսի արագությունից փոքր արագությամբ շարժվող էլեկտրոնների համար։ 
  
    
      
        λ
      
    
    {\displaystyle \lambda }
  -ի արտահայտությունից երևում է, որ 
  
    
      
        U
        =
        150
      
    
    {\displaystyle U=150}
   վոլտ լարումով արագացված էլեկտրոնի դը Բրոյլի ալիքի երկարությունը մոտ 
  
    
      
        1
        A
      
    
    {\displaystyle 1A}
   Է։ Հետևաբար, այդպիսի էներգիայով էլեկտրոնների դիֆրակցիա կարելի է դիտել բյուրեղի տարածական ցանցից այնպես, ինչպես ռենտգենյան ճառագայթների դեպքում։ Մի քանի հարյուր վոլտ լարման էլեկտրական դաշտում արագացված էլեկտրոնների դիֆրակցիան նիկելի բյուրեղից, որ դիտեցին Կ․ Դեվիսոնը և Լ․ Ջերմերը (1927 թվական), դը Բրոյլի հիպոթեզը հաստատող առաջին փորձն էր։ Պարզվեց, որ մասնիկների ցրման ուղղությունները համընկնում են դը Բրոյլի ալիքի երկարությունն ունեցող ռենտգենյան ճառագայթների առաջացրած դիֆրակցիոն մաքսիմումների ուղղությանը։ Այսինքն՝ բյուրեղից էլեկտրոնների փնջի ցրման դեպքում առաջացած լրացուցիչ փնջերի ուղղությունները ռենտգենյան ճառագայթների նման բավարարում են Բրեգ-Վուլֆի՝ 
  
    
      
        2
        d
        s
        i
        n
        θ
        =
        n
        λ
      
    
    {\displaystyle 2dsin\theta =n\lambda }
    պայմանին։ Մետաղյա բազմաբյուրեղ բարակ թաղանթներում մի քանի տասնյակ հազար վոլտ լարման էլեկտրական դաշտից արագացված էլեկտրոնների դիֆրակցիա են դիտել անգլիացի ֆիզիկոս Զ․ Թոմսոնը և սովետական ֆիզիկոս Պ․ Տարտակովսկին։ Արագացված էլեկտրոններն անցնում էին 
  
    
      
        
          10
          
            3
          
        
        A
      
    
    {\displaystyle 10^{3}A}
   հաստության մետաղյա թաղանթներով և ռենտգենյան ճառագայթների նման առաջացնում դիֆրակցիոն օղակներ։ Էլեկտրոններից հետո դիտվեց ջրածնի, հելիումի ատոմների, մոլեկուլների, նեյտրոնների և այլ միկրոօբյեկտների դիֆրակցիա։ Այդ փորձերը ցույց տվեցին, որ միկրոմասնիկները լույսի նման ունեն երկակի՝ մասնիկային ու ալիքային բնույթ։ Տարրական մասնիկների դիֆրակցիայի ուսումնասիրությունը մեծ նշանակություն ունի ոչ միայն նրանց հատկությունների, այլև նյութի կառուցվածքի հետազոտման համար։


== Տես նաև ==
դը Բրոյլի ալիքներ
Ռենտգենյան ճառագայթների դիֆրակցիա