2
chromatique aux contours très nets traverse un
mince treillis de fils en nickel se trouvant à
l'embouchure du canon électronique et recouvert
d'une membrane en graphite polycristalline qui
fait fonction de grille de diffraction. L'écran
fluorescent visualise la diffraction sous forme de
deux anneaux concentriques autour du faisceau
électronique non diffracté.
L'aimant fourni permet de modifier de la direction
du faisceau, opération nécessaire lorsque celui-ci
rencontre un défaut de la grille de graphite dû à la
fabrication ou provenant de la combustion.
3. Caractéristiques techniques
Chauffage :
≤
7,5 V CA/CC
Tension anodique :
0 – 5 000 V CC
Courant anodique :
typ. 0,15 mA à 4 000 V CC
Constantes réticulaires du graphite :
d
10
= 0,213 nm
d
11
= 0,123 nm
Dimensions :
Ecart grille de graphite/
écran fluorescent :
env. 135 mm
Ecran fluorescent :
Ø env. 100 mm
Piston :
Ø env. 130 mm
Longueur totale :
env. 260 mm
4. Commande
Pour réaliser les expériences avec le tube de
diffraction d'électrons, on a besoin des dispositifs
supplémentaires suivants :
1 Support pour tube D
U19100
1 Alimentation haute tension 5 kV
U33010-115
ou
1 Alimentation haute tension 5 kV
U33010-230
1 Multimètre analogique AM51
U17451
4.1 Emploi du tube dans le porte-tube
•
Ne montez et ne démontez le tube que lorsque
les dispositifs d'alimentation sont éteints.
•
Repoussez complètement en arrière la coulisse
de fixation du porte-tube.
•
Insérez le tube entre les pinces.
•
Avec le coulisseau, fixez le tube entre les
pinces.
4.2 Retrait du tube du porte-tube
•
Pour démonter le tube, ramenez le coulisseau
en arrière et dégagez le tube.
4.3 Remarques générales
Epaisse de quelques couches moléculaires
seulement, la membrane en graphite disposée sur
la grille de diffraction peut être détruite par un
courant supérieur à 0,2 mA.
La résistance interne permet de limiter le courant
et ainsi d'éviter un endommagement la
membrane.
Pendant l'expérience, contrôlez le courant
anodique ainsi que la membrane de graphite. En
cas d'incandescence de la grille ou de courant
d'émission supérieur à 0,2 mA, coupez
immédiatement la tension anodique.
Si les anneaux de diffraction ne sont pas
satisfaisants, modifiez le sens du faisceau avec
l'aimant de manière à ce qu'il touche un autre
endroit de la membrane.
Vous pouvez améliorer la netteté du faisceau en
appliquant une tension de focalisation de 0 - 50
V CC (circuit voir fig. 2). Les anneaux de diffraction
avec de faibles tensions anodiques pourront alors
être mieux observés.
5. Exemple d'expérience
•
Montez l'expérience comme le montre la fig. 2.
Branchez le pôle négatif de la tension
anodique à la prise de 2 mm.
•
Appliquez la tension de chauffage et attendez
environ une minute, jusqu'à ce que la
puissance de chauffage se soit stabilisée.
•
Appliquez la tension anodique de 4 kV.
•
Déterminez le diamètre
D
des anneaux de
diffraction sur l'écran fluorescent.
L'écran montre deux anneaux de diffraction autour
du faisceau non diffracté. Chacun des deux
anneaux correspond à une réflexion de Bragg sur
les atomes d'un plan du graphite.
Une modification de la tension anodique entraîne
une modification du diamètre des anneaux de
diffraction, une réduction de la tension provoquant
toutefois une augmentation du diamètre. Cette
observation coïncide avec l'hypothèse de Broglie,
selon laquelle la longueur d'onde augmente au fur
et à mesure que l'impulsion diminue.
a)
Equation de Bragg :
ϑ
⋅
⋅
=
λ
sin
d
2
λ
= longueur d'onde des électrons
ϑ
= angle de brillance de l'anneau de diffraction
d
= écart des plans dans la grille de graphite
L
= écart entre l'échantillon et l'écran
D
= diamètre des anneaux de diffraction
R
= rayon des anneaux de diffraction
L
D
tan
⋅
=
ϑ
2
2
L
R
d
⋅
=
λ
