1。実験：
* セットアップ： DavissonとGermerは、電子で爆撃することにより、ニッケル結晶の表面を研究していました。彼らは真空チャンバーを使用して、空気分子からの干渉を最小限に抑えました。
* 予期しない： 実験中、彼らは誤ってニッケル結晶を空気にさらし、酸化物層が形成されました。次に、結晶を加熱して酸化物層を除去し、結晶の構造を誤って変えました。クリスタルの構造のこの変化は、新しい予期せぬ結果をもたらしました。
* 観察： 彼らが電子爆撃を再開すると、彼らは特定の角度で散乱電子の強度に鋭いピークを観察しました。このピークは、古典的な物理学に基づいて予想されておらず、電子があらゆる方向に散乱することを予測しました。
2。解釈：
* de Broglieの仮説： ルイ・デ・ブログリーは、電子を含む粒子が波のような特性を示すことを提案していました。彼は、電子の波長は、方程式λ=h/pで与えられるその運動量に反比例することを示唆しました。ここで、「h」はプランクの定数であり、「p」が運動量であると示唆しました。
* 回折： DavissonとGermerによって観察された鋭いピークは、回折の現象と一致していました。 波が波長に匹敵するサイズの障害物または開口部に遭遇すると、回折が発生します。回折波によって形成されるパターンは、干渉によって特徴付けられ、ピークと強度のトラフにつながります。
* 確認： Davisson-Germerの実験でピークが発生した角度は、結晶によるX線の回折を表すブラッグの回折法則によって予測される角度に完全に一致しました。実験結果と電子の波の理論との間のこの強い相関関係は、de Broglieの仮説を確認し、電子が実際に波のような挙動を示すことを証明しました。
3。重要性：
Davisson-Germerの実験は、物理学の極めて重要な瞬間をマークしました。それ：
* De Broglieの仮説を確認しました： 電子などの粒子は、古典物理学に挑戦する革新的な概念である波として振る舞うことができることを実証しました。
* 波粒子の二重性を確立しました： 電子は、量子力学の基本原理である粒子と波の両方の特性を持っていることを示しました。
* さらなる研究への道を開いた： この実験は、ナノスケールでのイメージング材料のための強力なツールである電子顕微鏡の開発の基礎を提供しました。
結論として、DavissonとGermerの実験は、電子回折の観察による電子の波の性質を実証しました。この画期的な実験は、De Broglieの仮説を検証しただけでなく、物質の基本的な性質についての理解に革命をもたらし、現代の量子力学の発展への道を開いた。
