他“歪打正着”地证明了物质波假说

姓名:戴维逊

简介:戴维逊是美国物理学家，电子衍射的实验发现者之一。他于1881年10月22日出生于伊利诺伊州的布鲁明顿，1958年2月1日在弗吉尼亚州的夏洛茨维尔去世，享年77岁。

俗话说:科学研究与写作和绘画完全一样。它一定是黑白的。必须清楚地理解它。必须一见钟情，一见钟情。

中国有句老话:迷失在东方，迷失在西方。这句话最适合描述科学发明的过程。有许多科学发现是所谓的“赤手空拳”。当做实验或思考时，科学家们意外地达到了另一个意想不到的目标。也许其他人也遇到过类似的情况，但只有少数人注意到并深入思考。结果，他们获得了意想不到的新收获。

一个这样的例子是戴维逊对物质波假说的证明和他的诺贝尔奖。戴维逊当时是美国贝尔电话实验室的研究员。他和他的助手们长期从事用电子轰击金属的实验。他们试图通过实验研究在高真空下从镍板中分离出电子流。

一天，戴维逊和他的助手像往常一样做实验。他们两人都在仔细检查数据。突然，他们的耳朵里传来一声巨响。他们吓坏了，跑去看看发生了什么事。只有一瓶液态空气掉到地上摔碎了。里面的空气立即开始蒸发并耗尽，散布在整个实验室。戴维逊心里暗暗叫苦，“这是一场灾难！”结果是，他们实验中使用的金属靶都被放置在真空环境中以防止氧化。空气无处不在，它们也进入了真空系统。只有原本是很好的金属靶的暗镍板立即被氧化了。在它们的表面形成了一层氧化膜，因此它们不再能用作目标。

他们互相看着对方，微笑着，所以他们不得不加班一整夜来更换氧化镍板并长时间加热它。然后他们必须把它清洗干净，并且花了很大的力气来清洗所有的氧化膜，然后把镍板放回真空系统。第二天，他们去上班，开始做测试。助手负责调整镍板的角度。戴维逊拉下开关，让电流射向镍板。然而，我不知道发生了什么。今天的电子束非常不稳定。戴维逊发现，电子束的强度随着镍板方向的变化而变化，这非常类似于波束绕障碍物的衍射。

但是当电子是粒子时，它们怎么会有波动性质呢？这简直难以置信。戴维逊困惑了半天，做了几次实验，但结果还是一样。他们也把这件事搁置了两年。

在戴维逊访问英国时，他遇到了一位著名的物理学家波恩。玻恩告诉他，法国物理学家德布罗意曾提出“物质波”假说，即电子具有波动性，但没有人证实这一点。这个理论只是一个假设。戴维逊认为他实验中的衍射图样也是由电子产生的，衍射是波的特征。他匆忙离开了他的朋友，回到了美国。他跑到实验室去做这个被搁置了两年的实验，甚至没有时间把行李放进去。他发现实验结果与德布罗意的预测完全一致。这样，德布罗意的“物质波”假说已经被实验所证实。

液化气容器的破裂使他“每一片云彩都有一线光明”。加热镍板后，镍的内部结构从许多小晶体变成了大晶体。任何穿过晶体的波都会产生周期性变化。然而，由于镍板的表面没有改变，他们没有注意到戴维逊。

因此，戴维逊获得了1937年诺贝尔物理学奖。