Eine Elektronenbeugungsröhre ist eine spezielle Kathodenstrahlröhre, die die Beobachtung und Untersuchung der Welleneigenschaften von Elektronen durch Interferenz ermöglicht.
Hintergrund
BearbeitenNach der Theorie über Materiewellen, die Louis-Victor de Broglie 1924 postulierte, sind jedem Teilchen auch Welleneigenschaften zuzuschreiben. Die Elektronenbeugungsröhre bestätigt diese Theorie, indem sie für Elektronen Interferenz nachweist, ein Phänomen das nur bei Wellen, aber nicht bei klassischen Teilchen auftritt. Der Nachweis von de Broglies Theorie (erstmals im Davisson-Germer-Experiment 1927) führte zum Welle-Teilchen-Dualismus in der Physik.
Aufbau
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In einem evakuierten Glaskolben erzeugt eine Elektronenkanone einen fokussierten Elektronenstrahl. Dieser trifft auf eine polykristalline Graphitfolie, die ihn stark aufweitet. Am Ende des Glaskolbens werden die Elektronen durch einen Leuchtschirm nachgewiesen.
Bragg Reflexion am Graphit
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In der Graphitfolie sind winzige Kristallfragmente willkürlich angeordnet. Die Bragg-Reflexion der Elektronen an einem solchen Kristallfragment liefert nur dann ein Interferenzmaximum, wenn das Kristallfragment in einem Glanzwinkel zum einfallenden Strahl orientiert ist. Dieses Interferenzmaximum findet sich dann für den ausfallenden Strahl beim doppelten Glanzwinkel. Da diese Winkel rotationssymmetrisch zur Strahlachse sind, ergeben die Interferenzmaxima auf dem Leuchtschirm konzentrische Kreise. Diese Erzeugung der Interferenz ist prinzipiell die gleiche wie beim Debye-Scherrer-Verfahren.