汤姆孙的衍射实验

同一年,英国物理学家 J.J.汤姆孙之子 G.P.汤姆孙(GeorgePaget Thomson, 1892—1975)也完成了电子衍射实验。他是在德布罗意著作的启发下自觉进行的。他在阿伯丁大学的时候,曾从《哲学杂志》上看到过德布罗意 1924 年写的“光量子试论”一文。他也参加了 1926 年的牛津会议, 进一步了解了德布罗意的理论,于是便开始考虑衍射实验。和戴维孙、革末不同,他决定用一种简单、明确和直接的方法,即利用金属薄层做透射实验。这样他便能使用比较容易处理的、能量在 3.9—16.5keV 之间的高能量电子。他所用的第一批薄膜是厚约 3×10-6 厘米的赛璐珞。他和 F.里德很快就观察到了衍射环。根据这些圆环的半径可以计算出电子波的波长。后来他们又研究了电子通过金、铝和铂等金属产生的衍射,从而令人信服地证明了德布罗意波长公式,证实了电子的波粒二象性。戴维孙和汤姆孙同时获得 1937 年的诺贝尔物理奖。[5]

后来,接连发现物质波的衍射现象。1929 年,伊斯特曼和斯特恩成功地研究了原子和分子的衍射。他们把氢分子束和氦原子束对准氟化锂晶体的解理面,发现实验结果定量地与德布罗意公式相符。1936 年,在约里奥实验室工作的冯哈尔巴恩和普赖斯沃克用来自氡(Rn)—铍(Be)源的散射中子在铁上的衍射,获得了中子衍射的实验证据。几十年来,德布罗意的物质波思想不仅成了量子理论的起点,而且还促使人们去进一步做一系列新的实验。