Electron diffraction 전자회절본 보고서에서는 전자회절을 목적으로 회절링의 반경을 구하고 구한 변수들을 이용해 얻어진를 구해서 비교해보았다.Ⅰ. 서 론1924년 L. de Broglie 은 입자들은 그 친숙한 입자성과 더불어 파동성을 또한 지닐 수 있고, 그 파장은 선형 운동량에 의존한다고 가정했다.(: 프랑크 상수)그의 추측은 1927년 C. Davisson과 L. Germer의 결정구조에서 전자의 회절에 관한 실험에 의해 확인되었다. 이 실험은 다결정 흑연에서 전자의 회절을 증명하게 되는데, X-ray를 사용한 Debye-Scherrer 방법에서처럼 스크린에서 중앙점을 둘러싼 방사의 방향에서 회절 링을 관찰한다. 이것들은 Bragg의 조건을 이행하는 마이크로 격자의 격자면에서 전자의 회절에 의해 발생된다.Bragg의 조건이란 즉, Bragg의 법칙이란 1913년 W.H.Bragg와 그의 아들 W.L.Bragg 결정체에 X-선이 입사될 때, 결정격자의 배열 상태에 따라 회절되는 무늬 사이에 규칙적인관계가 성립함을 발견하였다. 여러 원자들이 모여서 결정을 이루고 있을 때, 그 격자점은 규칙적으로 배열되어 있어서, 격자점들이 만드는 평면을 무수히 설정할 수 있고 이렇게 많은 평면들 중에서 서로 평행한 평면끼리는 같은 간격으로 층층이 쌓여 있는 모양이 되는데, 마치 이들 면이 거울면처럼 반사의 법칙이 성립하여 X-선이 반사되는 것을 Bragg의 법칙이라 한다.위의 그림에서 보듯이 Bragg 평면이 간격 d로 서로 나란하게 놓여 있고 그들평면에서 반사된 파들이 간섭을 일으킨다. 각각의 평행한 평면들에서반사되는 X-선은 파장이 다음 관계식을만족하는 경우에만 보강간섭이 일어나서 소멸되지 않고, 그렇지 않으면 소멸되어 반사파가 존재하지 못한다. 반사파가 존재하는 조건은 다음과 같다.여기서 d는 Bragg 평면 사이의 간격이고,는 X-선의 입사방향과 평면이 이루는 각, 또 n은 임의의 정수이다. 실제로 서로 평행한 평면들도 무수히 많이 생각할 수 있는데, 이 때문에 결정에 입사되는 X-선이 만드는 회절무늬는복잡하지만 결정의 구조에 대한 모든정보를 무늬들로부터 알아낼 수 있다.위의 그림은 정육면체 결정에서 반사면을 형성하는 여러 가지 평면들을 나타내고 있다. 밀러 지수로 각 평면들을표시하고 있다. 가장 근접한 평행평면을 함께 표시하고 있는데 평면 사이의거리 d는 지수가 커질수록 좁아지고 있다.이러한 간섭현상을 설명하기 위해서는운동량에 의존하는 양인 파장가 DeBroglie equation을 만족하는 것과 일치하는 값을 갖아야 한다.(전압에 의해서 가속된 전자가 가질 수 있는 속도로부터 운동량은 다음과 같다.위의 두 식으로부터 파장는 다음과 같이 표현됨을 알 수 있다.전자빔이 다결정의 흑연 막에 부딪혀 산란된 것들은 Bragg 조건을 만족시킨다.d는 탄소 원자들의 평면간의 간격이고는 Bragg angle(전자빔과 격자면 사이의 각)이다.2. 실험실험1) 초기조건(이론값) 2.13E-10(이론값 ) E-10= 0.13,= 0.065측정측정측정측정이론이론0.01490.02592.23914E-111.95361E-101.12389E-100.0136660949580.0236656766340.0142750.0244752.16804E-111.97439E-101.15156E-100.*************.022914192870.0135750.0239752.1033E-112.01421E-101.14048E-100.012837060940.022230032360.013250.023152.04404E-112.00548E-101.14784E-100.0124753808020.*************.012750.02251.98953E-112.02854E-101.1495E-100.0121426440170.*************.012350.021951.93915E-112.04121E-101.14847E-100.*************.0204950771630.0124250.0219251.89242E-111.97999E-101.12207E-100.0115499582990.*************.01210.02091.84891E-111.98643E-101.15004E-100.0112844065190.019541289339실험2) 초기조건(이론값) 2.13E-10(이론값 ) 1.23E-10= 0.16,= 0.08측정측정측정측정이론이론0.01320.02322.23914E-112.714060606E-101.544206897E-100.0169187790.0291252030.012620.022912.16804E-112.748652932E-101.514098647E-100.0162854460.028201626020.012070.022472.1033E-112.788135874E-101.497676803E-100.0157994360.027360.011870.0219452.04404E-112.755181129E-101.490610757E-100.015353990.0265886170.011510.021581.98953E-112.765595135E-101.475069509E-100.01494460.0258796740.011230.02101.93915E-112.762742654E-101.477409524E-100.01456600990.0252240650.010920.019821.89242E-112.772747253E-101.527669021E-100.0142152110.0246165850.010670.018871.84891E-112.772483599E-101.567694754E-100.013888450.0240507313. 결과 및 고찰Electron diffraction tube에서 관측되는 빔의 회절강도를 확인하기위해 3kv에서 4.4kv까지 전압을 올리면서 측정을 했다.1주차 실험과 마찬가지로 이 실험은 장치를 연결 후에 원의 반지름을 측정하고 그 값으로 파장을 계산, 길게는 플랑크 상수를 측정해볼 수 있는 실험이다.오차가 생긴 이유로는 첫 번째 원과 두 번째 원을 구별할 때에 원의 둘레가 선명하지 않고 육안으로 반지름을 측정하기에 또한 선명하지 않은 원의 반지름 때문이었다. 특히 반지름의 길이는 그 차이가 미세한데, 눈으로 측정하기가 너무 힘들었다. 하지만 전압을 올릴수록 링의 반지름이 작아지고 더욱 선명해짐을 알 수 있었다.
