Дифракция электронов - Корпускулярно-волновой дуализм - ОСНОВЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Дифракция электронов была открыта американскими физиками К. Дэвиссоном и Л. Джермером. Они использовали электроны с энергией около 100 эВ (так называемые медленные электроны). Тонкий пучок электронов падал на грань монокристалла никеля нормально к ее поверхности. Регистрация рассеянных под разными углами электронов показала наличие четких максимумов, подобных тем, которые получаются при дифракции рентгеновских лучей на монокристаллах. Монокристалл представляет для электронов, как и для рентгеновских лучей, своего рода дифракционную решетку. Аналогичный опыт в более поздней постановке выглядит следующим образом. Пучок электронов, движущихся с большой скоростью, направляется на тонкую фольгу Ф, и, пройдя фольгу, попадает на люминесцирующий экран Э (рис. 4.2, а). На экране высвечиваются четкие дифракционные кольца (рис. 4.2, б). На рис. 4.2, в представлена аналогичная фотография, полученная при облучении фольги рентгеновскими лучами. Вывод очевиден.

Чтобы ответить на вопрос, присущи ли волновые свойства отдельному электрону (а не только потоку электронов, использованному в опытах К. Дэвиссона и Л. Джермера), Л. И. Биберман, Н. Т. Сушкин, В. А. Фабрикант провели опыт, в котором поток электронов был настолько слабым, что через прибор электроны проходили заведомо поодиночке. При большом времени экспозиции была получена такая же дифракционная картина, как и с пучком электронов большой интенсивности. Это говорит о том, что волновые свойства присущи и отдельному электрону, а не только пучку электронов. Была обнаружена также дифракция протонов, нейтронов, атомных и молекулярных пучков. Гипотеза де Бройля была подтверждена экспериментально.