Опыт Дэвиссона — Джермера


Эксперимент Дэвиссона — Джермера — эксперимент, проведённый в 1927 году американскими физиками Клинтоном Джозефом Дэвиссоном и Лестером Хэлбертом Джермером, с помощью которого они показали, что частицы вещества демонстрируют волновые характеристики при определённых условиях. Он подтверждает гипотезу де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме, высказанную им в 1924 году[⇨].

Для демонстрации волновой природы частиц с массой они построили вакуумную колбу с источником электронов, энергией которых можно было управлять электростатическим полем[⇨]. Эксперимент состоял в бомбардировке монокристалла никеля пучком электронов; на приёмной пластине наблюдалась, как и в случае рентгеновских лучей, дифракционная картина на кристаллической решётке с сильным максимумом при определённых напряжении и угле падения[⇨]. Это явление оказалось хорошо согласующимся с длиной волны электронов при данной кинетической энергии[⇨] и с постоянной решётки никеля, на которой происходила дифракция[⇨]. Волновая природа объектов с большей массой впоследствии неоднократно подтверждалась в аналогичных экспериментах[⇨].

С 1921 года Клинтон Дж. Дэвиссон вместе с Чарльзом Генри Кунсманом[кат.] публиковал различные статьи о рассеянии электронов кристаллами различных металлов (никель, алюминий, платина и магний)[1][2][3][4]. В 1925 году молодой аспирант Вальтер Мориц Эльзессер[англ.] из Гёттингенского университета заметил, что волновую природу материи можно исследовать с помощью экспериментов по рассеянию в кристаллических твёрдых телах. С помощью рассеяния рентгеновских лучей в экспериментах с кристаллическими твёрдыми телами была подтверждена волновая природа рентгеновских лучей[5][6][7][8][9][9]. Эльзессер основывался на докторской диссертации 1924 года французского физика Луи де Бройля, в которой тот сформулировал революционную гипотезу о том, что вся материя, такая как электроны, атомы или молекулы, обладает как корпускулярными, так и волновыми характеристиками, и определил длину волны, связанную с частицей[10][11][12]:

где λ — длина волны, связанная с частицей массы m, движущейся со скоростью v, а h — постоянная Планка. Произведение  — модуль вектора , или импульс частицы[11][13].