Elektrondiffraksjon, fenomen som oppstår når elektroner spres (avbøyes) av atomer på en slik måte at det dannes interferensbilder eller interferensmønstre. Påvisning av elektrondiffraksjon, 1927, regnes som et avgjørende bevis for elektronenes bølgenatur og den kvantemekaniske (bølgemekaniske) beskrivelse av materien.

Elektrondiffraksjonsstudier er analoge til diffraksjonsstudier med elektromagnetisk stråling, dvs. lys og røntgenstråler. Eksperimentene må imidlertid utføres under vakuumlignende betingelser. Energien på elektronene som nyttes, kan variere fra ca. 40 eV (elektronvolt) til over 100 000 eV, svarende til bølgelengder 2 · 10−10 m til 3 · 10−12 m. For å registrere elektronene brukes dels tellere (geigertellere, scintillasjonstellere) og dels, særlig ved høye energier, fotografiske filmer som påvirkes av elektroner.

For faste stoffer benyttes elektrondiffraksjon til undersøkelse av krystallstrukturer i tynne preparater. Elektronene bremses hurtig i stoffet. Ved de lave elektronenergiene kan man undersøke sjikt på kun 2–3 atomlag, mens man ved høye energier kan undersøke lag på opptil 10−7 m. Størst interesse har undersøkelser ved høye energier, hvor man enten nytter spesielle diffraksjonskameraer eller elektronmikroskoper. Man kan her studere atomgitter, krystallstruktur, defekter, grenseflater og endringer som følge av korrosjon, pålagte beskyttelseshinner m.m. Elektrondiffraksjon er et sentralt hjelpemiddel innen materialforskning.

For direkte studier av stoffers romlige oppbygning kan man benytte interferensbilder av røntgen-, nøytron- eller elektronstråling. Hver av de tre strålingsartene har sine spesielle fordeler. En av elektronstrålingens fordeler er at den kan brukes til studier av molekylstruktur i gassfase. En tynn gasstråle sendes inn i et evakuert kammer hvor den treffes av en elektronstråle, og interferensbildet som fremkommer, registreres på en fotografisk plate. Ut fra interferensbildet kan molekylets struktur fastlegges.

Etter at elektronets bølgenatur eksperimentelt ble påvist i 1927, fulgte en utvikling som skulle gjøre elektrondiffraksjon i gasser til et betydningsfullt forskningsfelt i kjemien. Christen Finbak bidrog vesentlig til utviklingen ved å introdusere en roterende sektor over den fotografiske platen. Gasselektrondiffraksjonsmetoden stod sentralt i Odd Hassels arbeider, som førte til tildelingen av Nobelprisen i kjemi i 1969. Bl.a. studerte han den frie dreibarhet omkring kjemiske enkeltbindinger og han påviste at flere konformere eller geometrisk forskjellige former av et molekyl kan være til stede samtidig (se konformasjon). Se også elektronmikroskop.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.