首页 >
戴维森-革末实验
✍ dations ◷ 2025-04-25 09:47:14 #戴维森-革末实验
戴维森-革末实验是克林顿·戴维森与雷斯特·革末设计与研究成功的一个量子力学实验。他们用低速电子入射于镍晶体,取得电子的衍射图案。发表于 1927 年,这实验为德布罗意假说(所有物质都具有波的性质,即波粒二象性),提供了不可否定的证据。因此,戴维森获得了诺贝尔物理学奖。在量子力学的发展史上,这实验证实了其正确性,使得那时刚创立的量子力学,获得了物理学家的广泛接受。1924 年,路易·德布罗意发表了他的博士论文。在论文里,他建议一个新颖的点子:所有的物质都具有波的性质。根据德布罗意,粒子的能量
E
{displaystyle E,!}
与其物质波的频率
ν
{displaystyle nu ,!}
的关系为其中,
h
{displaystyle h,!}
是普朗克常数;还有,粒子的动量
p
{displaystyle p,!}
与其物质波的波长
λ
{displaystyle lambda ,!}
的关系为这关系称为德布罗意关系。1926 年,在知道戴维森-革末实验的初步结果之后,瓦尔特·爱尔沙色(英语:Walter M. Elsasser) (Walter Elsasser) 试着寻找一个能够解释这结果的理论。他发觉,这是电子的衍射现象,类似于 X射线的晶体衍射。1927 年,在贝尔实验室,戴维森与革末将低速电子入射于一个镍晶体标靶。他们细心地测量散射到每个角度的电子强度。他们发觉衍射图案与威廉·布拉格预测的 X射线的衍射图案相同。戴维森-革末实验证实了德布罗意假说的正确性。这个实验与康普顿散射实验,证实了量子力学理论的一个基本角柱:波粒二象性。在戴维森-革末实验里,一个电子枪连续地射出一束电子,以直角角度,入射在一个镍晶体(垂直于晶体的表面)。电子枪内部的金属丝,在经过加热后,释放出热受激态电子。这些电子经过位势差
V
{displaystyle V,!}
的加速,给予了它们动能
e
V
{displaystyle eV,!}
。在与镍晶体碰撞后,电子会朝各个方向散射出去。使用电子侦测器,可以测量出来电子的散射强度与散射角度的数据关系。在散射角度为
50
∘
{displaystyle 50^{circ },!}
的方向,戴维森与革末发现散射强度特别显著。布拉格定律 (Bragg's law) 的方程为其中,
n
{displaystyle n,!}
是正值整数,
λ
{displaystyle lambda ,!}
是波长,
d
{displaystyle d,!}
是晶体表面原子与原子之间的距离,
θ
{displaystyle theta ,!}
是入射线与晶体平面之间的角度。散射角度
ϕ
{displaystyle phi ,!}
与入射角度
θ
{displaystyle theta ,!}
的关系是代入布拉格定律方程,则可得到设定
n
=
1
{displaystyle n=1,!}
,
d
=
0.091
n
m
{displaystyle d=0.091nm,!}
为镍晶体表面原子与原子之间的距离,
ϕ
=
50
∘
{displaystyle phi =50^{circ },!}
。我们可以计算出,波长是
λ
=
0.165
n
m
{displaystyle lambda =0.165nm,!}
。这正好是
54
e
V
{displaystyle 54eV,!}
电子的德布罗意波长。
相关
- 甲亢甲状腺功能亢进症(Hyperthyroidism),又称甲状腺机能亢进症,简称甲状腺亢进、甲亢,是一种由于体内过量的三碘甲腺原氨酸(T3)和 四碘甲腺原氨酸(T4,也即甲状腺素)造成的临床症状。而甲状
- 五大湖区五大湖地区(Great Lakes Region)是指由环绕北美洲五大湖的加拿大安大略省和美国的伊利诺伊州、印第安纳州、俄亥俄州、密歇根州、明尼苏达州、纽约州、宾夕法尼亚州和威斯康星
- 大西洋-刚果语族大西洋-刚果语族是尼日尔-刚果语系当中,使用者最多的一个语族。在《Ethnologue》中尼日尔-刚果语系的1514种语言中,有1418种语言均归大西洋-刚果语族。大西洋-刚果语族有与尼
- 阿米巴原虫泥生变形虫(Amoeba limicola),又称阿米巴原虫,变形虫属下的一个种。变形虫因为是由水流缓慢流到藻类较多的浅水中,池塘干枯后,变形虫留在土中。泥生变型虫为寄生虫。有些阿米巴原
- 游泳夏季奥林匹克运动会的游泳比赛从1896年第一届奥运会开始就是正式比赛项目。在这个项目中,澳大利亚和美国具有较大的优势。在1896年夏季奥林匹克运动会上,游泳比赛不分泳姿,只有
- 线圈电感器(inductor)是一种电路元件,会因为通过的电流的改变而产生电动势,从而抵抗电流的改变。这属性称为电感。电感元件有许多种形式,依据外观与功用的不同,而会有不同的称呼。以漆
- 阮的故乡·高雄《阮的故乡·高雄》是由一群台湾音乐人及广播人于2014年高雄气爆事件后所录制的一首公益歌曲,旨在借由合唱来激励各界携手面对这场意外。2014年高雄气爆事件发生后,为了鼓励社
- 长老教会长老宗(英语:Presbyterianism),其教会称长老教会(英语:Presbyterian church,简称长老会),是西方基督教新教加尔文宗的一个流派,源自十六世纪的苏格兰改革。 长老教会持守加尔文主义,尤
- 2,4-二氯苯氧乙酸2,4-二氯苯氧乙酸(英语:2,4-dichlorophenoxyacetic acid),也称2,4-二氯苯氧基乙酸,通称2,4-滴或2,4-D。植物生长调节剂和除草剂。纯的2,4-D为白色无臭晶体,难溶于水,易溶于有机溶剂
- 大爆炸时间表宇宙年代学,或宇宙年表依据大爆炸之宇宙论描述宇宙的历史和未来,目前的宇宙如何由普朗克时期随着时间演化的科学模式,使用宇宙的共动坐标系时间参数。宇宙膨胀的模型即是所知的