Interferenz von Elektronen an Kristallen

Nilo · Anmeldungsdatum: 13.12.2022 Beiträge: 2

Meine Frage:
Hallo,

wir haben im Unterricht für die Bragg Reflexion, bzw. die konstruktive Interferenz von Elektronen an Kristallebenen die Formel 2d*sin(?)=n*? eingeführt.
Hier eine Skizze die dem enstpricht: https://www.ulfkonrad.de/wp-content/uploads/2020/05/bragg-geometrie.png
Man achte darauf, wie die Wellen ein und ausfallen.

Nun haben wir folgende Aufgabe bearbeiten sollen: https://www.leifiphysik.de/quantenphysik/quantenobjekt-elektron/aufgabe/reflexionsgitter-fuer-elektronen

Nun wird dort nur mit einem b in der Fomel (statt 2d) gearbeitet und was mich am meisten verwirrt in der Lösung, ist die Art wie die Wellen einfallen und reflektiert werden (siehe https://www.leifiphysik.de/sites/default/files/medien/Reflexionsgitter_fuer_Elektronen_Bild_2.gif ).

Meine Ideen:
Ich verstehe, dass sie senkrecht auf die kristallatome auftreffen und so. Was ich nicht verstehe ist, wie ich darauf kommen soll, wann ich jetzt welche Formel verwende, und wo der Unterschied zwischen der Gitterkonstante (g=b) und dem Netzebenenabstand (d) ist... Das eine zwischen den Atomen in einer Ebene und das andere zwischen den Atomen zweier Ebenen? Wann verwende ich was? Was wäre, wenn in o.g. Aufgabe die Elektronen nicht senkrecht auftreffen würden?

Vielen Dank!

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

Im ersten Fall dringen Röntgenstrahlen (nicht Elektronen) in den Kristall ein und werden an den Atomen der einzelnen Schichten gestreut. Es gilt Einfallswinkel=Ausfallswinkel (nur dann kommt es bei einer einzelnen Schicht zu konstruktiver Interferenz). Der Gangunterschied zwischen verschiedenen Schichten ist

woraus die Bragg-Bedingung folgt.

Im Fall bei Leifiphysik werden Elektronen an der Oberfläche eines Kristalls gestreut. Das ist vergleichbar mit der Streuung an einem Strichgitter (vgl. hier), nur dass die Elektronen reflektiert und nicht nach vorne gestreut werden. Der Gangunterschied ist in diesem Fall wie auf leifiphysik angegeben

Man beachte auch, dass der Winkel hier anders definiert ist als bei der Bragg-Reflexion.

Nilo · Anmeldungsdatum: 13.12.2022 Beiträge: 2

Vielen Dank, das hat schonmal etwas aufgeklärt.

Das heißt ich muss die Aufgaben unabhängig voneinander betrachten und der Ansatz mit Bragg passt garnicht zur Lefi Aufgabe?
Nur weil "Kristall" in der Aufgabenstellung drin steht, ist nicht auch Bragg drin?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

Nur kurz: ja, es sind nicht die gleichen Vorgänge. Bei Bragg dringen die Strahlen in den Kristall ein und streuen an den einzelnen Atomschichten. Es gilt Einfallswinkel=Ausfallswinkel, wobei nur für bestimmte Winkel konstruktive Interferenz entsteht.
Bei der Aufgabe bei Leifiphysik dringen die Strahlen (hier Elektronen) nicht in den Kristall ein, die Streuung erfolgt an den Atomen an der Oberfläche.

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2143

Hallo Myon,