克林顿·戴维孙

克林顿·戴维孙，出生于1881年10月22日，美国物理学家，电子衍射的实验发现者之一，曾在贝尔实验室工作。他与雷斯特•革末在戴维森-革末实验室里共同合作发现电子衍射现象，同时，乔治•汤姆孙也独立发现电子衍射现象。因此，戴维森和乔治•汤姆孙于1937年一起荣获诺贝尔物理学奖。月球的戴维森陨石坑（Davisson Crater）是因他而命名。

于1958年2月1日逝世。

人物简介

电子衍射的实验路虎第四代发现之一。1881年10月22日出生于伊利诺伊州的布卢明顿，1958年2月1日于弗吉尼亚州的夏洛茨维尔逝世，卒年77岁。父亲约瑟夫是一位画家，母亲是个教师。1902年，由布卢明顿高中毕业后，由于罗伯特·密立根的影响而进入芝加哥大学。第二年辍学，暂时到柏图大学担任助教。1905年，他转到普林斯顿大学担负部分教学工作，并在欧文·里查逊(O·RiChardson)、詹姆斯·琼斯(J·Jeans)和亚当斯(E·P· Adams)指导下学习物理。1908年，在芝加哥大学取得埋学士，1911年以题为《碱士金属盐类正离子的热发射》的学位论文取得普林斯顿大学的哲学博士学位。1911年8月他与里查逊的妹妹夏洛特·萨拉·里查逊结婚，同年夏天，卡内基理工学院任命他为物理学助理教授。1917年战争时期他离开卡内基理工学院，到西部电力公司实验室(现在是贝尔电话实验室)的工程系统，参加一项军用电通讯的设计。战后他留在西部电力公司实验室工作。1925年以后他成为贝尔电话实验室的物理学家。在这里，他得到了能以全部时间用于基础研究的保证。

研究领域

在西部电力公司，戴维孙的研究内容主要涉及两个不同领域：热离子学和金属在电子轰击下的电子发射。在热离于学中，他的最重要的实验之一是，关于金属功函数的测量。测量的结果认为，金属中的传导电子几乎没有正常的热能。戴维逊对次级电于发射的兴趣始于1919年他与康斯曼(C·H·Kunsman)一起所作的实验，他们偶然地发现晶体在电子轰击下发射的一些次级电子跟初级电子具有相同的能量，于是对这些次级电子的角分布进行测量，结果发现它有两个最大的值。1920年，他们用不同的金属重复这些实验，并且想从理论上解释这些实验，但是没有得到预期的结果。1925年4月，对电子散射的研究进入了一个新的局面。当时，他的靶被一个液体——空气瓶的偶然爆炸强烈地氧化了，于是他用延长加热来使靶得到清净，随即发现次级电子的角分布完全改变，显示出强烈地依赖于晶体的取向，他认为从这种改变到重结晶是由于加热所致。因为在偶然爆炸之前，靶是包含许多小晶体的，加热后才使它们转变为几个大晶体。

1926年夏天，出席了在牛津大学召开的英国协会的科学进展会议。在那里，他同马克斯·玻恩、阿希姆·弗兰克以及其他人讨论了他的电子散射的研究。首先，他详细地听取了关于电子具有波动性的路易·德布罗意假设，认识到电子的波长可表示为且：λ=h/mv,其中h是普朗克常数，m是电子的质量，v是电子的速率。通过牛津市大学会议的讨论使戴维逊相信他的实验结果是由于晶格的电子衍射造成的，这就证实了德布罗意的假设，所以戴维孙对电子束衍射所作的真正有价值的探讨是从牛津会议开始的。翌年初，戴维孙与革谋(Germer)一起，进行镍单晶的电子衍射实验，从实验中所得到的数据表明，德布罗意公式入=h/mv在测量准确度范围内是正确的。同年3月，他们便提出了一个研究结果的初步摘要，不久又提出全文报告，第一次确定了运动电子的波动性，跟路易·德布罗意的理论相一致。

戴维森-革末实验

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。当波动入射于一条细缝或光栅时，会出现一种特征效应，称为衍射。这与波动运动本身的意义有密切关系。在十九世纪，光波和液体表面的涟漪，这些现像的衍射物理行为就已经建立地相当完备。于1927年，戴维森和雷斯特·革末在贝尔实验室工作的时候，他们做的一个实验显示出，电子被衍射于镍晶体的表面。这实验确认了量子力学的一个关键思想，德布罗伊假说，物质拥有波动属性。特别地，他们的衍射观察促成了首次成功的电子波长的测量。结果完全符合德布罗伊方程的预测：λ=h/p，其中，λ是波长，h是普朗克常数，p是电子的动量。

诺贝尔奖

G·P·汤姆逊也在英国进行了与戴维孙相类似的实验。他们两人在大致相同的时间里，采用了极不相同的步骤进行实验，然而他们的实验结论却是相同的。由于他们的实验发现了电子通过晶体的衍射，所以1937年度诺贝尔物理学奖金授予戴维孙与G·P·汤姆逊两人。

1930年，戴维孙继续进行电子波的研究，特别是对晶体物理学和电子显微镜应用的研究，并发展了电子聚焦技术。1946年他离开贝尔电话实验室，转到弗吉尼亚大学任客座物理学教授，1954年退休。

戴维逊也是美国国立科学院院士、美国艺术与科学学院研究员和美国哲学学会会员。他除了获得诺贝尔奖金外，还于1931年获得富兰克林研究所授予的克雷森奖章和1928年美国国立科学院授予的康斯托克奖金，英国皇家学会也于1935年授予他休斯奖章。

其他荣誉戴维逊也是美国国立科学院院士、美国艺术与科学学院研究员和美国哲学学会会员。他除了获得诺贝尔奖金外，还于1931年获得富兰克林研究所授予的克雷森奖章和1928年美国国立科学院授予的康斯托克奖金，英国皇家学会也于1935年授予他休斯奖章。

参考资料

诺贝尔物理时代.www.physica.cn.2011-06-16