Esperimento di Davisson e Germer

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In fisica, l'esperimento di Davisson–Germer fornì un'importante conferma dell'ipotesi di de Broglie, ovvero che le particelle, come gli elettroni, potessero avere comportamento ondulatorio. Più in generale, il successo dell'esperimento consolidò le basi per la definitiva accettazione della meccanica quantistica e dell'equazione di Schrödinger.

Nel 1927, ai Bell Labs, Clinton Davisson e Lester Germer spararono elettroni a velocità ridotta contro un bersaglio di nichel cristallino.[1] Venne misurata la dipendenza dall'angolo di incidenza dell'elettrone riflesso, e si determinò che aveva lo stesso pattern di diffrazione dei raggi X, così come previsto da William Henry Bragg.

Questo esperimento, come quello di Arthur Compton che mise in evidenza come la luce potesse avere il comportamento tipico di una particella, diede conferma dell'ipotesi di de Broglie sulla natura ondulatoria delle particelle e completò l'ipotesi del dualismo onda-particella, che costituisce uno dei fondamenti della teoria quantistica.

Davisson e Germer progettarono e costruirono uno strumento a vuoto con lo scopo di misurare le energie degli elettroni liberati da una superficie di metallo. Gli elettroni provenienti da un filamento riscaldato venivano accelerati da un potenziale elettrico e fatti incidere su una superficie di nichel.

Il fascio di elettroni era diretto sulla superficie, che poteva essere ruotata per valutare la dipendenza dall'angolo degli elettroni emessi. Il rivelatore di elettroni era montato su un arco così da poter essere ruotato per osservare gli elettroni secondo angoli diversi. Il risultato fece constatare che, ad un certo angolo, si verificava un picco nell'intensità degli elettroni emessi. Tale picco era dimostrazione del comportamento ondulatorio degli elettroni, e poteva essere interpretato tramite la legge di Bragg per ottenere la spaziatura reticolare nel cristallo di nichel.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ (EN) Clinton J. Davisson, Lester H. Germer, The Scattering of Electrons by a Single Crystal of Nickel in Nature, vol. 119, nº 2998, aprile 1927, pp. 558-560, DOI:10.1038/119558a0. .

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