美國物理學家戴維遜逝世

在62年前的今天，1958年2月1日(農曆1957年12月13日)，美國物理學家戴維遜逝世。美國物理學家戴維遜，電子衍射的實驗發現者之一。1881年10月22日出生於伊利諾斯州的布盧明頓，1958年2月1日於弗吉尼亞州的夏洛茨維爾逝世，卒年77歲。1902年進入芝加哥大學。第二年輟學，暫時到柏圖大學擔任助教。1908年，戴維遜在芝加哥大學取得埋學士學位，1911年以題為《鹼士金屬鹽類正離子的熱發射》的學位論文取得普林斯頓大學的哲學博士學位。1925年以後他成為貝爾電話實驗室的物理學家。與他人合作於1927年首次完成了關於晶體對電子具有衍射作用的實驗，論證了電子波衍射思想。1930年，戴維遜繼續進行電子波的研究，特別是對晶體物理學和電子顯微鏡應用的研究，並發展了電子聚焦技術。1937年度諾貝爾物理學獎金授予戴維遜與G·P·湯姆遜兩人。1954年退休。戴維遜也是美國國立科學院院士、美國藝術與科學學院研究員和美國哲學學會會員。他除了獲得諾貝爾獎金外，還於1931年獲得富蘭克林研究所授予的克雷森獎章和1928年美國國立科學院授予的康斯托克獎金，英國皇家學會也於1935年授予他休斯獎章。延伸閱讀：戴維遜“歪打正著”證明物質波假設延伸閱讀：戴維遜“歪打正著”證明物質波假設姓名：戴維遜中國有句古語：失之東隅，收之桑榆。這句話用來形容一些科學發明過程再恰當不過。有很多科學發現就是所謂的歪打正著。科學家在做試驗或思考的時候意外達到了另一個沒有想到的目標，可能其他的人也遇到了類似的情況，但只有極少數人注意到而且進行了深入的思考，於是，得到了意想不到的新收穫。戴維遜證明物質波假設的經過並獲得諾貝爾獎便是這樣的一個例子。戴維遜當時是美國貝爾電話實驗室裡的研究員，他和助手長期從事電子轟擊金屬的實驗，他們試圖透過實驗研究從高真空中鎳板上撞出電子流。一天，戴維遜和助手像往常一樣做實驗，他們兩人聚精會神地檢視資料，突然耳邊傳來一聲巨響，他們嚇壞了，趕緊跑去看個究竟，只見一個用來裝液態空氣的瓶子掉到地上摔碎了。頓時裡面的空氣開始氣化跑出來，散滿在實驗室裡。戴維遜心裡暗暗叫道：“遭了!”原來，他們實驗用的金屬靶子為了防止氧化都是放在真空的環境下的，這下空氣無孔不入，也鑽進了真空系統，只見原本好好的金屬靶子鈍鎳板頓時就被氧化了，他們的表面形成了一層氧化膜，這樣就不能就不能再當靶標使用了。他們面面相覷，相互對著苦笑，只好連夜加班，把已經氧化的鎳板換下來加熱很長時間，然後又費力洗刷乾淨，費了九牛二虎之力才將氧化膜全部弄乾淨，然後又把鎳板裝回了真空系統裡。第二天，他們上班又開始做試驗，助手負責調整鎳板的角度，戴維遜扳動開關讓電流射向鎳板，但是，不知道怎麼回事，今天的電子束非常不聽話，不穩定。戴維遜發現電子束的強度隨著隨著鎳板的取向變化而變化，這種現象很象一束波繞過障礙物而發生的衍射。但是電子是粒子怎麼會有波的性質呢?這簡直太不可思議了。戴維遜疑惑了半天，又把這個實驗做了好幾遍，結果還是如此。他們也再沒管這個事兒就擱下了，這一擱就是兩年。有一次戴維遜去英國訪問，遇到著名的物理學家玻恩，玻恩告訴他法國物理學家德布羅意已經提出電子具有波動性的“物質波”假說，但是還沒有人驗證過，這個的理論還只是假說。戴維遜想到自己試驗中的衍射圖樣也也就電子產生的，而衍射正是波的特徵。他匆匆辭別了朋友回到美國，連行李都來不及放就跑到實驗室重新做了擱置兩年的那個實驗，他發現實驗的結果與德布羅意的預言完全吻合。這樣，德布羅意的“物質波”假說就被實驗證實了。那次液態氣容器瓶的破裂使得他“因禍得福”，經過對鎳板的加熱，鎳的內部結構就發生了變化，從從無數小晶體變成了大塊的晶體，任何一種波經過晶體，都會產生週期性的變化。不過由於鎳板表面沒有發生任何變化，所以戴維遜他們一直也沒用注意。戴維遜因此榮獲了1937年度諾貝爾物理學獎。