埃尔萨塞的贡献

早在 1921 年戴维孙(Davisson)和孔斯曼(Kunsman)在用电子轰击镍靶时,发现从镍靶上反射回来的二次电子有奇异的角度分布,在不同的角度上出现了两个极大值,而最大值的散射角与电子能量之间有一种关系。他们认为这是原子中出现电子壳层的象征,电子从原子的不同壳层偏转时, 其偏转方式是不同的,还没有认识到这是电子衍射现象。这件事引起了哥廷根大学物理教授玻恩的注意。在一次玻恩组织召开的物质结构讨论会上,他的研究生洪德(F.Hund)汇报了自己按戴维孙的电子壳层假设重新计算电子散射曲线的极大值。埃尔萨塞参加了这次讨论会,给他留下了深刻的印象。[12]

受爱因斯坦文章的启发,埃尔萨塞对玻色统计的背景很感兴趣,就到图书馆去借阅德布罗意的论文。德布罗意的物质波假说,大大启发了埃尔萨塞。正好这时玻恩收到了德布罗意寄来的复印本。埃尔萨塞读后马上想到,戴维孙和孔斯曼的极大值和极小值会不会就是电子衍射现象。1925 年8 月 14 日,埃尔萨塞向《自然科学》杂志提交了一篇短文。他在短文中指出:只要认真运用物质波的概念便能解释戴维孙和孔斯曼的奇怪结果。物质波的波长正好与产生这种反应的大小相当。埃尔萨塞假定电子的透入深度是非常浅的,以致可以假设反射晶面是二维光栅,其光栅常数等于铂的晶格常数,从而计算了反射角的近似值,发现结果正确。爱因斯坦在受托审阅这篇文章时,他签了如下的意见:“当我进行有关玻色气体理论的计算时,在运用理论时并不是那么死板的,不过我感到无论如何要让埃尔萨塞的论文发表。”当埃尔萨塞来访时,爱因斯坦对他说:“年轻人,你正坐在一座金矿上。”[5]

戴维孙在 1927 年 12 月的物理评论上发表的一篇文章中,对埃尔萨塞的工作作了如下的评论:“从电子束对单晶体的散射实验中,可以找到粒子的波动特性的证据,埃尔萨塞在两年以前就预言过了⋯⋯事实上,埃尔萨塞认为,在那些实验室(于 1923 年)发表的曲线图里,就已经有了这一类证据⋯⋯我们倒是愿意同意埃尔萨塞对于这些曲线图的解释,但是却不能这么做⋯⋯散射图上的最大值⋯⋯我们认为与晶体的结构无关。”戴维孙对于埃尔萨塞的理论并不怎么重视,因此它没有影响他的实验过程。[5]