6.2　實物粒子波動性的觀察

在愛因斯坦的大力支持下，德布羅意關于實物粒子也具有波粒二象性的觀點立即引起了物理學界的關注。

按照德布羅意波的公式計算，實物粒子的波長是非常小的。例如電子在1000V的加速電壓下，波長僅為39pm，波長的數量級和X射線相近，所以用普通光柵很難檢驗其波動性。不過晶體倒是一種天然的光柵，由于晶體中同一方向的晶面平行等距排列，且晶面間距與電子波長相近，所以可以用晶體來檢驗電子的波動性。

1927年，戴維遜和革末用電子束單晶衍射法，G. P．湯姆遜用多晶金屬箔薄膜透射法發現了電子衍射現象（見圖6-1），證實了德布羅意波的存在，而且用德布羅意關系式計算的波長與實驗測量結果一致。戴維遜和G. P．湯姆遜共同獲得了1937年的諾貝爾物理學獎。

圖6-1　G.P．湯姆遜的電子衍射圖像（樣品為金箔）

順便提一句，G. P．湯姆遜是電子發現者J.J．湯姆遜的兒子。1897年，J.J．湯姆遜測定了電子的荷質比，從而確定了電子是一種基本粒子，并因此獲1906年的諾貝爾物理學獎。父子均獲諾貝爾獎，而且父親因發現電子是一種粒子而獲獎，兒子卻因發現電子是一種波而獲獎，這在科學史上真是一段傳奇佳話。

此后，人們相繼采用中子、質子、氫原子和氦原子等粒子流，也同樣觀察到衍射現象，充分證實了所有實物粒子都具有波粒二象性，而不僅限于電子。