波粒二象性
電子繞射
電子繞射是一束電子在穿過或反射於一排規則排列的原子時所發生的彎折與鋪展,它產生的是一幅由亮斑或亮環組成的圖樣,而非一團模糊。繞射是唯有波才會做的事,因此從電子身上看到它,便是物質具有波動本性的直接而親手可證的證據。圖樣的幾何由電子的德布羅意波長與原子的間距所支配。
由於把電子加速便能使那波長變得極短,電子繞射所能探查的結構,遠比可見光所能分辨的精細得多。這正是電子顯微鏡,以及那些用來測繪晶體、表面乃至單個分子之原子排布的技術背後的工作原理。那曾經看似一樁哲學奇談的波動行為,如今已是材料科學與生物學的一件常規工具。
在概念上,電子繞射是雙縫實驗的物質波孿生兄弟,只不過用一整片晶格的「縫」取代了兩條縫。把電子一顆一顆地射出,那些環仍會一點一點地累積起來,再次確認每個電子都與自身發生干涉。這一現象,是德布羅意關係對真實粒子成立的、最可重複的確證之一。
electron beam + crystal lattice → diffraction rings/spots (λ = h/p)
穿過有序原子的電子形成繞射環,這正是波的標記。
繞射展現了電子的波動行為,但並不會把電子變成一團你能舀起來的彌散雲霧。每個電子都被作為整體探測到;那道波是波函數,而圖樣是統計性的。
又稱
另見