戴维森-革末实验是克林顿·戴维森与雷斯特·革末设计与研究成功的一个量子力学实验。他们用低速电子入射于镍晶体,取得电子的
衍射图案。发表于 1927 年,这实验为
德布罗意假说(所有物质都具有
波的性质,即
波粒二象性),提供了不可否定的证据。因此,戴维森获得了
诺贝尔物理学奖。在量子力学的发展史上,这实验证实了其正确性,使得那时刚创立的量子力学,获得了物理学家的广泛接受。
1924 年,
路易·德布罗意发表了他的博士论文。在论文里,他建议一个新颖的点子:所有的物质都具有波的性质。根据德布罗意,粒子的
能量与其
物质波的
频率的关系为
1926 年,在知道戴维森-革末实验的初步结果之后,瓦尔特·爱尔沙色(Walter Elsasser) 试着寻找一个能够解释这结果的理论。他发觉,这是电子的衍射现象,类似于
X射线的
晶体衍射。
在戴维森-革末实验里,一个电子枪连续地射出一束电子,以直角角度,入射在一个镍晶体(垂直于晶体的表面)。电子枪内部的金属丝,在经过加热后,释放出热受激态电子。这些电子经过位势差的加速,给予了它们动能。在与镍晶体碰撞后,电子会朝各个方向散射出去。使用电子侦测器,可以测量出来电子的散射强度与散射角度的数据关系。在散射角度为的方向,戴维森与革末发现散射强度特别显著。
设定,为镍晶体表面原子与原子之间的距离,。我们可以计算出,波长是。这正好是电子的
德布罗意波长。