電子回折

定義

電子回折とは、電子が粒子であるだけでなく波としての性質ももつため、結晶などを通過するときに回折現象を示すことである。
これは電子が物質波としてふるまうことを示す重要な現象である。

イメージ

電子を細いすきまや結晶に当てると、光のように広がりながら干渉し、スクリーン上に明暗のしま模様が現れる。
つまり、電子は「小さな粒」なのに「波のように広がる」という振る舞いをする。

数式

電子の波長 \(\lambda\) はド・ブロイの関係式で表される。

\[\lambda = \frac{h}{p}\]

ここで、
\(\lambda\) は波長（m）
\(h\) はプランク定数
\(p\) は運動量（kg・m/s）である。

電子の運動量 \(p\) は質量 \(m\) と速さ \(v\) を用いて \(p = mv\) と書ける。

ポイント

• 電子回折は「電子が波である」ことの証拠である
• 波長は運動量が大きいほど短くなる
• 結晶の規則的な構造によって明確な回折パターンが現れる