Волновые свойства микрочастиц. Опыт Дэвиссона и Джермера

Волновые свойства электронов экспериментально были обнару-жены в 1927 г. независимо К. Дэвиссоном и JI. Джермером, а также

Дж. Томсоном и П. Тартаковским.

Опыт Дэвиссона и Джермера заключалось в том, что они иссле-

довали отражение медленных электро-	К гальванометру
нов (с энергией около 50 эВ) от поверх-
ности монокристалла никеля. Схема
опыта представлена на рис. 8.2.1. Пучок	А	С
электронов падал на поверхность моно-
кристалла никеля, структура которого
была хорошо известна из данных рент-
геноструктурного анализа. Рассеянные
электроны	улавливались специальным
электродом C, подключенным к чувст-	Кристалл
вительному	гальванометру. Электрод
мог перемещаться так, чтобы улавли-	никеля
вать электроны под различными угла-	Рис. 8.2.1

Рис. 8.2.3

ми. В частности при энергии 54 эВ, получался максимум интенсивно-сти отраженный электронов для угла отражения 50°. Длина волны де Бройля для электронов с такой энергией составляет, согласно формуле (8.1.1), λ_Бр = 16,7 нм. Под таким углом можно было наблюдать макси-мум интенсивности рентгеновского излучения с длиной волны λ = 16,7 нм. Данные результаты прекрасно доказывали правильность идеи де Бройля.

Фотопластинка	Томсон и Тартаковский в своих
опытах пропускали пучок более быстрых
Фольга	электронов (с энергией в несколько де-
		сятков кэВ) через металлическую фольгу.
		Схема опыта на рис. 8.2.2. Пучок уско-
Пучок		ренных электронов проходил через тон-
электронов		кую металлическую фольгу и попадал на
		фотопластинку. Электрон при ударе о
Рис. 8.2.2	фотопластинку оказывает на нее такое же
		действие, как и фотон. Полученная таким

способом электронограмма (рис. 8.2.3, а) была сопоставлена с полу-ченной в аналогичных условиях рентгенограммой (рис. 8.2.3, б). Сходство обеих картин поразительно. Пользуясь подобными фото-графиями, Томсон проверил формулу де Бройля и определил по полу-ченным значениям и формуле (8.1.1) период кристаллической решет-ки металла, через который проходили электроны. Результаты совпали с известными ранее данными рентгеноструктурного анализа.

За исследования, блестяще подтвердившие представления кван-

товой механики, Дэвиссон и
Томсон	были награждены	в
1937 г. Нобелевской премией по
физике. Однако их работы не
просто	подтвердили идею	де
Бройля, а привели к созданию
таких мощных и распростра-
ненных	методов исследования	а	б

вещества, как дифракция мед-ленных электронов и просвечи-

вающая электронная микроскопия. В настоящее время дифракцияэлектронов на кристаллической решетке является мощным инстру-ментом изучения структуры твердого тела. Как показали более позд-

ние эксперименты, волновыми свойствами обладают также протоны, нейтроны и другие элементарные частицы.