生日快乐,克林顿·戴维森

2015年10月22日

克林顿·戴维森(Clinton Davisson)是一位美国物理学家,以通过Davisson-Germer实验发现电子衍射而闻名。他的发现带来了量子力学领域的重要发展。在这一天,那本来就是他的生日,我们庆祝戴维森的传奇历史和对科学的许多贡献。

对教育和研究的承诺

克林顿·戴维森(Clinton Davisson)1881年出生于伊利诺伊州的布卢明顿。他的父亲是工匠,他的母亲是一名学校老师。高中毕业后,戴维森(Davisson)在芝加哥大学开始学习,他对细节的关注引起了他的一位教授,实验物理学家罗伯特·A·米利肯(Robert A. Millikan)的注意。然而,经济困难迫使他短短一年后就离开了学校。他开始在一家当地电话公司工作,这引起了对电话的兴趣。

物理学家克林顿·戴维森(Clinton Davisson)的照片。
克林顿·戴维森(Clinton Davisson)于1937年。

1904年,由于Millikan的建议,Davisson在普渡大学被聘为助理。他继续成为普林斯顿大学物理学的教练 - 甚至在获得学士学位之前!戴维森后来回到芝加哥大学获得理学学士学位。

在O.W.的指导下前进理查森(Richardson),戴维森(Davisson)试图在普林斯顿大学(Princeton University)获得博士学位,并完成了一篇题为“关于碱性盐阳性离子热离子的热排放”的论文。在获得博士学位后不久,他开始在卡内基理工学院任教。

第一次世界大战期间,戴维森(Davisson)从教学中休假,在贝尔电话实验室担任研究职位。他最终在公司呆了将近30年,这是有充分理由的。贝尔电话实验室是戴维森(Davisson)大多数关于电子研究的地方。

意外发现:Davisson-Germer实验

在贝尔电话实验室,戴维森见面Lester Germer。从1923年到1927年,这两个人在涉及电子及其行为模式的研究方面进行了合作。

克林顿·戴维森(Clinton Davisson)和他的研究合作伙伴莱斯特·德格尔(Lester Germer)的图像。
克林顿·戴维森(Clinton Davisson)(左)和莱斯特·德格尔(Lester Germer)(右)于1927年。

戴维森(Davisson)和杰米尔(Germer)的最初意图是观察针对镍表面的电子的行为。他们想分析有多少电子会以各个角度从表面反弹,并查看它们是否经历了弥漫性反射。为了进行此类分析,两对以正常入射率在腔室内的一块结晶的镍中从电子枪发射了一束电子。

得益于一次实验中的“幸运事故”,空气进入了室内,并在镍表面制作了氧化膜。为了使电影从镍身上脱掉,戴维森和德格勒加热了它。这在镍表面上产生了大型的单晶结构,这对研究团队来说并不为人所知。随着实验的继续,由于从晶体结构中释放出的原子而在散射的镍上发射的电子。该实验的结果产生了Davisson和Germer在研究中发表的衍射模式,但这些并不是他们最初寻求的结果。

也许对自己的研究工作感到沮丧,戴维森决定参加牛津大学的一次会议,其中包括量子力学的讨论。虽然戴维森(Davisson)未知,但会议上的一位主持人使用了他最近的实验中的数据作为电子衍射的证明和de Broglie假设,其中指出物质具有类似波的特性。

戴维森意识到自己的工作是一个突破之后,戴维森·吉尔默(Davisson-Germer)的实验很快就众所周知,向前迈进。Davisson和Germer继续研究电子行为和衍射模式,从而产生了电子波长的第一个已知测量。

屡获殊荣的物理贡献

1937年,戴维森(Davisson)因在戴维森·格尔默(Davisson-Germer)实验期间发现电子衍射而获得了诺贝尔物理奖。他与乔治·佩吉特·汤姆森(George Paget Thomson)一起接受了该奖项,后者在同一时间独立进行了类似的研究。

1946年从贝尔电话实验室退休后,戴维森回到教学。他在弗吉尼亚大学担任研究教授职位,直到1954年第二次退休。

除了提供电子衍射数据并证明了de Broglie假设外,戴维森对科学的贡献是量子力学理论的历史发展。他的电子衍射发现也有助于后来建立Schrödinger方程。在整个传奇的教学生涯中,戴维森(Davisson)影响了无数学生,包括约瑟夫·A·贝克尔(Joseph A.

除了获得诺贝尔奖和其他各种机构奖,月球上的火山口还以克林顿·戴维森(Clinton Davisson)的名字命名,以纪念他的科学研究。尝试发现戴维森火山口下次有晴朗的夜空。

月球上的火山口照片,以克林顿·戴维森(Clinton Davisson)的名字命名。
戴维森月球火山口。

生日快乐,克林顿·戴维森!


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