首页 >
戴维森-革末实验
✍ dations ◷ 2025-11-30 06:45:25 #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
- 罗马拼音罗马化(英语:Romanization或Romanisation),又称拉丁化(Latinization,Latinisation),是语言学中将不是拉丁字母(又称罗马字母)形式的文字系统,转换成拉丁字母的过程。主要是将被转换系统
- 芭芭拉·麦克林托克芭芭拉·麦克林托克(英语:Barbara McClintock,1902年6月16日-1992年9月2日),美国著名女性细胞遗传学家。1983年获得诺贝尔生理学或医学奖,是首位没有共同得奖者、单独获得该奖项的
- 降雨量降水量是一定时间内,降落到水平面上,假如无渗漏,不流失,也不蒸发,累积起来的水的深度,是衡量一个地区降水多少的数据。其单位是毫米,符号是mm。常用年降水量来描述该地气候,是除气候
- 衰变链核科学里,衰变链指的是放射性衰变过程中成链产生的一系列衰变产物。大部分放射性元素并不直接衰变成稳定的状态,而是经过一连串的衰变反应,最终达至稳定的同位素为止。衰变阶段
- 法兰西银行法兰西银行(又称法国中央银行,法语:Banque de France)是法国的中央银行。法兰西银行于1800年1月18日由时任第一执政的拿破仑·波拿巴建立,其最初成立的目的是负责纸币的发行,帮助
- 立体异构立体异构体(stereoisomerism),根据IUPAC金色书的定义是指具有相同原子连接顺序,但原子在空间排列不相同的同分异构体。这种异构现象称为立体异构。具有不同光学性质的立体异构体
- 自组装自组装(英语:Self-assembly,或译自我组装)是用来形容一无序系统在没有外部的干预下,由个别部件间之互动(如吸引和排斥,或自发生成化学键),而组成一个有组织的结构之过程。近年自组装
- 建筑密度建筑密度,又称建蔽率或建筑覆盖率,系指建筑基地上,建筑物的水平投影面积与建筑基地面积的比值。因此容积率管制属立体管制,而建筑密度则属平面管制,在台湾属于建筑管制单位。为了
- 瓦斯瓦斯可以指:荷兰语“gas”(意为“气体”)的音译,可以指:
- Salesforce.comSalesforce.com(Salesforce.com, Inc.)是一个以提供个人化需求进行客户关系管理规划和服务的互联网企业,总部位于美国加利福尼亚州旧金山。Salesforce公司于1999年由当时37岁的
