LATEX TikZposter
DIFRACAO DE ELETRONSDIFRACAO DE ELETRONS
INTRODUCAO HISTORICA
Fısica Classica - pre seculo XX•Tres grandes teorias
(i) Mecanica Classica: Galileu Galilei, Isaac Newton,...
(ii) Teoria eletromagnetica: J. C. Maxwell, M. Faraday,...
(iii) Termodinamica e Mecanica Estatıstica: Carnot, Lord Kelvin, L. Boltzmann,...
•Os fenomenos ondulatorios, ate o inıcio do seculo XX:
(i) Ondas mecanicas: som e ondas em lıquidos ou corpos solidos
(ii) Ondas eletromagneticas: luz visıvel
Primordios da Fısica Quantica - inıcio do seculo XX
•Descoberta dos raios-X: Wilhelm C. Rontgen (1895) - (Nobel 1901, o 1o Nobel em Fısica)
•Descoberta do eletron: J. J. Thomson (1897) - (Nobel 1906)
(i) Os raios catodicos eram feixes de partıculas e nao ondas!
(ii) O eletron e a primeira partıcula subatomica
(iii) Modelo atomico de Thomson - pudim de passas
• Indıcios da natureza corpuscular da luz:
(i) Lei de radiacao do corpo negro: Max Planck (1900)
(ii) Descricao do efeito fotoeletrico: Albert Einstein (1905) - (Nobel 1921)
(iii) Efeito Compton (1923): Espalhamento de raios-X por eletrons
•Dualidade onda-partıcula:
(i) Tese de Louis de Broglie (1924): comportamento ondulatorio da materia λ = h/p
(ii) Difracao de eletrons: G. P. Thomson; Clinton Davisson e Lester Germer (1927)
(iii) Nobel de 1929: L. de Broglie
(iv) Nobel de 1937: G. P. Thomson (filho de J.J. Thomson) e Clinton Davisson
ONDAS: INTERFERENCIA E DIFRACAO
•Onda: perturbacao em alguma grandezaque pode se propagar ou oscilar de maneiraestacionaria.
•Comprimento de onda λ: quantifica a dis-tancia entre dois maximos ou mınimos deperturbacao.
Fig. 1: legenda
• Interferencia: superposicao de diferentes ondas que podem se reforcar ou se anular.
Fig. 2: Interferencia construtiva e destrutiva
•Difracao: deflexao, ou desvio, deuma onda por um objeto no seucaminho.
Fig. 3: Difracao de ondas na agua
EXPERIMENTO
•Esquema do experimento:
(i) Filamento incandescente produ-zindo eletrons que sao acelera-dos e colimados em direcao a umalvo de grafite policristalino
(ii) Padrao de interferencia for-mado por aneis luminosos con-centricos
Fig. 4: Esquema do experimento
•Grafite policristalino
(i) Composto de carbono
(ii) Empilhamneto de folhas de grafeno
Fig. 5: Estrutura do grafeno
Fig. 6: Estrutura do grafite
•Eletrons como ondas:
(i) sao difratados pelos planos ato-micos
(ii) sofrem interferencia na tela
•Lei de Bragg: 2dsen(θ) = nλ
•Concorda com de Broglie:
λ =h
p Fig. 7: Lei de Bragg
APLICACOES TECNOLOGICAS
•Limite de difracao: d ' λ/2
(i) Microscopio otico: Luz com λ = 500nm (verde) → d = 250nm = 0, 25µmOk para Celulas (1µm-100µm), porem grande para vırus (100 nm), proteınas (10 nm)e moleculas menos complexas (1 nm).
(ii) Microscopia eletronico: Ja um eletron de 10 keV tem λ = 0.01nm!Aplicacoes: medicina, producao de microchips, ciencias forenses...
Fig. 8: Imagem de uma formiga
Fig. 9: Imagem do vırus Influenza A subtipo H1N1 sendo inibido por methylated
β-lactoglobulin. The Journal of dairy research. 77. 411-8.