Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Вихман Э. -> "Квантовая физика" -> 92

Квантовая физика - Вихман Э.

Вихман Э. Квантовая физика — М.: Наука, 1972. — 396 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovayafizika1972.pdf
Предыдущая << 1 .. 86 87 88 89 90 91 < 92 > 93 94 95 96 97 98 .. 194 >> Следующая


12. Рассмотрим подробно опыт Дэвиссона и Джермера. Схема их опыта показана на

'J/п злектро!

¦чои ft

'iUXU

V /^Коллектор рис. 12А.

Д-м г

V

\

>7

мы приведем сооетвенные высказывания Дэвиссона об истории их открытия, взятые из Нобелевской лекции, прочитанной им в Стокгольме в 1937 г. (Дэвиссон и Томсон разделили Нобелевскую премию 1937 г. за открытие дифракции электронов.) Приведенная ниже цитата дает представление о том, что экспериментальная ситуация в 1927 г. не была столь ясной, какой она нам представляется сейчас, когда мы оглядываемся назад. После предварительного обсуждения гипотезы де Бройля Дэвиссон продолжает:

«Из теории следует, что пучки электронов, подобно пучкам света, обладают волновыми свойствами. Рассеиваясь на подходящей решетке, они должны дать дифракционную картину. Об этой интересной возможности не было указано никем из ведущих теоретиков. Первым обратил на нее внимание Элзассер, который отметил в 1925 г., что наблюдение дифракции доказало бы физическое существование электронных волн. Этим завершаются предварительные этапы открытия дифракции электронов.

Мне приятно отметить, что опыты в Нью-Йорке, окончившиеся открытием дифракции электронов, были начаты еще до получения замечаний Элзассера, вскоре после того, как оттиск работы де Бройля попал в Америку. Для истинной

/fpi/cma/7/7

Рис. 12А. Схема дифракции электронов от поверхности кристалла. Для электронов фиксированной энергии интенсивность упруго рассеянного пучка зависит от угл наблюдения 0 я

*) Davisson С- J-, Germer L. Н. Diffraction of Electrons by a Crystal of Nickel. — Phys. Rev., 1927, v. 30, p. 705; Thomson G. P¦ Experiments on the Diffraction of Cathode Rays.— Proc. Roy. Soc., London, 1928, v. 117A; The Diffraction of Cathode Rays by Thin Films of Platinum.— Nature, 1927, v. 120, p. 802.

184
истории этого открытия характерен недостаток проницательности и избыток везе-ния. Начало наших исследований нужно отнести к 1919 г., когда мы случайно обнаружили, что верхний предел энергетического спектра при вторичной электронной эмиссии совпадает с энергией первичных электронов, даже если они ускорены до сотен вольт. Это было объяснено упругим рассеянием электронов в металле.

С этого началось изучение углового распределения электронов, испытавших упругое рассеяние. И здесь опять вмешался случай: совершенно неожиданно мы обнаружили, что интенсивность упругого рассеяния зависит от ориентации рассеивающего кристалла. Так мы, совершенно естественно, перешли к изучению упругого рассеяния в заданном направлении. Начало этой фазы работы относится к 1925 г., т. е. она началась через год после появления работы де Бройля и всего за год до начала быстрого развития волновой механики. Таким образом, нью-йоркские опыты в своем начале не были проверкой волновой механики. Они приобрели такой характер лишь летом 1926 г. после того, как я обсудил их в Англии с Ричардсоном, Борном, Франком и другими.

Поиск дифрагировавшего пучка был начат осенью 1926 г., но найден он был не раньше начала следующего года. Сначала был обнаружен один пучок, затем, очень скоро, двадцать других. В девятнадцати случаях они были использованы для проверки связи между длиной волны и импульсом частицы. В каждом случае формула де Бройля X=h!p была подтверждена с точностью до погрешностей опыта.

Я кратко напомню схему опыта. Пучок электронов заданной скорости был направлен на грань (111) кристалла никеля (рис. 12А). Коллектор позволял регистрировать лишь упруго рассеянные электроны или очень близкие к ним по энергии. Он мог поворачиваться по дуге вокруг кристалла. Сам кристалл можно было вращать вокруг направления пер вичного пучка. Таким образом можно было измерять интенсивност-упругого рассеяния в любом направь лении вперед от кристалла, з-исключением направлений, лежаа щих в пределах углов от 10 до 15°»-

13. В этих опытах для создания электронного пучка служила так называемая электронная пушка, в которой электроны ускорялись до нужной энергии, близкой к 50 эВ. Кристалл, разумеется, находился в вакууме. Пучок падал перпендикулярно к определенной плоскости кристалла, обозначаемой символом (111). В этой плоскости атомы, расположенные на поверхности кристалла, образуют регулярную решетку. Чтобы понять идею опыта, начнем с рассмотрения простой одномерной модели, схематически показанной на рис. 13А. (Общая теория будет изложена немного позже.) Падающая волна рассеивается каждым атомом указанной последовательности. В некоторых направлениях дифрагировавшие от каждого атома волны усиливают друг друга, в других они друг друга гасят. Условие конструктивной интерференции (когда дифрагировавшие волны усиливают друг друга) заключается в том, чтобы разность расстояний от различных атомов до точки наблюдения была равна целому числу длин волн. Если допустить, что точка наблюдения находится очень далеко, то из рис. 13А видно, что конструктивная интерферен-
Предыдущая << 1 .. 86 87 88 89 90 91 < 92 > 93 94 95 96 97 98 .. 194 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed