Nobel-díjasok, Davisson C. J. és Thomson G. P. kísérletei

Kiszámítva az elektronoknak megfelelő hullámhosszúságot, meg lehetett róla győződni, hogy a jelenség éppen olyan, mintha ekkora hullámú Röngen-sugárnyaláb esett volna a nikkellemezre. Ezzel tehát kísérleti bizonyítékot kapott az a gondolat, hogy a elektronok úgy viselkednek, mint a hullámok: sugárelhajlást és összeszövődést mutatnak; egyes irányokban ugyanis erősítik, más irányokban meg gyengítik egymást az elektronsugarak.

És mennyiben segítette elő a véletlen ezt a felfedezést? A nikkellemez izzítása közben a fém rendezetlen kristályszemcséi úgy csoportosultak ós rendeződtek el, hogy az elektronok találati helyét egységes kristálynak lehetett tekinteni, mint például a kősót. Ugyanis a Laue-féle jelenséget is ilyen egységes kristállyal lehet előállítani. Ilyenek a természetes kristályok. Ezeket az első kísérleteket Davisson Germer nevű munkatársával végezte és 1927-ben közölte.

Majd a vizsgálatoknak hosszú sora következett, melyek igazolták, hogy az elektronok egységes kristályokról ugyancsak úgy verődnek vissza, mint a Röntgen-sugarak, és érvényes reájuk a Bragg-féle visszaverődési törvény. Már pedig ez a törvény szintén a sugárzás hullámtermészete alapján vezethető le. Meg lehetett határozni az elektronsugarak törésmutatóját is, kiderült, hogy ez 40-50 voltos elektronokra 1.1-1.2 körül van, de már 150-200 volt esetében majdnem .

Davisson egységes fémkristályokat használva állított elő az elektronsugarakkal elhajlási és összeszövődési kísérletet. Thomson jutott arra a gondolatra, hogy e jelenségek előállítása végett nincsen szükség egységes kristályra, hanem előállíthatói ezek kristályszemcsékből álló rendezetlen halmazzal, mozaik-kristállyal is, amilyen a legtöbb fémlemez. Annál inkább valószínűnek látszott ez, mert Debye és Scherrer vékony fémlemezekkel és kristályporral is tapasztalta a Röntgen-sugarak elhajlását és összeszövődését.

Ez abban áll, hogy a kristályszemcsék halmazára eső vékony Röntgen-sugárnyaláb úgy hajlik el eredeti irányától, hogy a fényképező-lemezen a Laue-féle foltocskák fekete gyűrűkké sűrűsödnek össze, mert egy bizonyos elhajlító kristály lap minden helyzetben előfordul.

Thomson az elektronoknak nagyobb sebességet adott, mint Davisson, ugyanis 10.000-20.000 voltos áramforrásokat használt. Az elektronokat légüres térben vékony arany-, platina-, ezüstlemezre, sőt celluloidra is ejtette, mellyel párhuzamosan állt a fényképezőlemez. Az elektronok most is úgy viselkedtek, mintha hullámtermészetűek volnának.

Ugyanis az útjukba eső mozaik-kristályon elhajoltak és egymással összeszövődve a fényképező-lemezen fekete gyűrűket okoztak, E gyűrűk átmérőjéből és más adatokból ki lehetett számítani az elektronokat helyettesítő hullámok hosszát, mely megegyezett az elektronokhoz elméletileg hozzárendelt hullám hosszúságával. Thomson az ő első eredményeit 1928-ban közölte.

Davisson 1881-ben született Amerikában. Működött a princetoni és dolgozott a pittsburgi egyetemen. 1917 óta a newyorki Bell-laboratórium tudományos munkatársa.

Thomson G. P. született 1892-ben, Thomson J. J.-nek, a gázkisülések kutatójának fia. 1922-ben az aberdeeni, majd 1930-ban a londoni egyetem tanára lett.

A hullámmechanika elméleti képviselői már részesültek a Nobel-díjban. Most ennek tapasztalati megalapozói kapták meg e nagy kitüntetést.

Dr. Császár Elemér.