Elektronenbeugungsröhre - Wellen aus Teilchen

Stell dir vor, du schießt winzige Kugeln auf eine Wand und plötzlich entstehen kreisförmige Muster - genau das passiert bei der Elektronenbeugungsröhre! Das Gerät funktioniert ziemlich clever: Es erhitzt einen Glühdraht, bündelt die freigesetzten Elektronen durch den Wehnelt-Zylinder und beschleunigt sie mit einer Ringanode.

Ohne Hindernisse würdest du nur einen hellen Lichtfleck auf dem Leuchtschirm sehen. Aber wenn du eine dünne Graphitpulver-Schicht zwischen Anode und Schirm platzierst, passiert etwas Spektakuläres: Es entstehen konzentrische Kreise auf dem Schirm!

Der Clou kommt jetzt: Hältst du einen Magneten an den Leuchtschirm, verzerrt sich das Ringmuster. Das beweist eindeutig, dass die Ringe von den Elektronen stammen, denn nur geladene Teilchen reagieren auf Magnetfelder.

Merke dir: Das Ringmuster ist ein klassisches Wellenphaenomen - der ultimative Beweis dafür, dass Elektronen sich wie Wellen verhalten können!

Diese de-Broglie-Wellenlänge lässt sich sogar berechnen: λ = h/(m·v). Je schneller die Elektronen, desto kleiner ihre Wellenlänge. Mit der Bragg-Bedingung $2d·sinθ = nλ$ kannst du dann den Beugungswinkel bestimmen und das ganze Experiment quantitativ verstehen.