電子繞射 〈Electron diffraction〉
電子繞射 〈Electron diffraction〉
高雄市立高雄女子高級中學物理科蔡宗賢老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯
藉由電子的發射，與想研究的物質起交互作用，來觀察其繞射的圖譜，進而了解物質的結構，是電子繞射技術重要的應用。這個現象的產生是因為光與粒子的二象性， 它陳述物質的粒子(例如入射的電子)也可以波動來描繪它。因為這個原因，電子也可視為像聲波與水波的波動。這電子繞射的技術與X-光與中子的繞射很類似。
電子繞射最常使用在固態物理與化學中，去研究固體晶體的結構。這些實驗結果呈現在穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope TEM)與掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope SEM)的背景散射的繞射圖譜上。在儀器上為了得到電子與我們想要研究的物質彼此交互作用前的能量，與電子物質波的波長，通常用電壓來加速電子。
固體有周期規則性的結構，類似繞射光柵，所以被散射的電子的行為，是可以預期的。從觀測電子的繞射圖案，可以了解其原子結構，現在的技術有待解決相位的問題。除了晶體的研究，電子繞射對於有短程規律的非晶型材料及氣體分子的幾何結構也是一門有用的技術。
德布洛依在 1926 年提出粒子也有波動的性質，德布洛依對於電子的波動行為，三年後在兩個個別的的繞射實驗中被證實。 英國大學的 Aberdeen George Paget Athomson 以電子束通過金屬薄膜中觀測預期的干涉圖形。同時在貝爾實驗室(Bell labs)達維生(Clinton Joseph Davisson)與革末(Lester Halbert Germer)使電子通過晶體觀測其繞射圖形，使 G. P. Thomson 與達維生兩人於 1937 年共享諾貝爾物理獎。
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