克林顿·戴维孙（1937年诺贝尔物理学奖得主）
| 姓名 | 克林顿·约瑟夫·戴维孙（Clinton Joseph Davisson） |
|---|---|
| 出生 | 1881年10月22日，美国伊利诺伊州布卢明顿 |
| 逝世 | 1958年2月1日（76岁），美国弗吉尼亚州夏洛茨维尔 |
| 国籍 | 美国 |
| 母校 | 芝加哥大学、普林斯顿大学 |
| 知名于 | 电子衍射实验验证德布罗意波 |
| 奖项 | 诺贝尔物理学奖（1937年） |
| 研究领域 | 实验物理学、电子衍射 |
| 机构 | 卡内基理工学院、贝尔电话实验室 |
生平
克林顿·约瑟夫·戴维孙1881年10月22日出生于美国伊利诺伊州布卢明顿，父亲是手工工匠。幼年家境贫寒，但戴维孙学习勤奋。他先就读于芝加哥大学，在那里受到了著名物理学家迈克尔逊的深刻影响。后转入普林斯顿大学，1911年获博士学位，导师是理查森。博士毕业后戴维孙先后在卡内基理工学院任教，1917年加入西电公司（后改为贝尔电话实验室）。他在贝尔实验室工作直至1946年退休。退休后他受聘为弗吉尼亚大学核物理研究所的访问教授，并继续从事科学研究。1958年在夏洛茨维尔去世。
学术生涯
戴维孙的学术生涯以电子衍射实验为核心。1920年代，德布罗意提出了物质波假说，认为一切微观粒子都具有波粒二象性，电子的波长与其动量成反比（λ = h/p）。这一革命性假说需要实验验证。
戴维孙原本并未有意验证德布罗意波。他在贝尔实验室研究电子被金属表面散射的角分布。1925年，发生了一次实验事故——液态空气爆炸导致镍靶氧化。戴维孙在高温下加热还原镍靶时，意外发现镍靶在高温退火后形成了大晶粒单晶结构。当他和助手革末再次进行电子束散射实验时，观察到电子在特定角度出现异常强烈的散射峰。
戴维孙起初未能解释这一现象。1926年，他在英国参加学术会议时偶然了解到德布罗意的物质波理论。回到美国后，他与革末重新设计了实验：以镍单晶为靶，系统测量不同加速电压下电子束的散射角分布。1927年，他们发表了结果——在54电子伏特的加速电压下，电子在镍晶体表面发生衍射，衍射角恰好符合德布罗意公式的预期（波长约1.65埃）。这一发现被公认为德布罗意物质波假说的直接证据。
戴维孙-革末实验与G.P.汤姆孙独立进行的电子衍射实验同年发表，完美证明了电子的波动性。
获奖成就
戴维孙与乔治·汤姆孙因"发现电子衍射现象"共享1937年诺贝尔物理学奖。戴维孙是少数没有博士学位就能在大型工业实验室做出诺贝尔奖级成果的物理学家之一。
他先后获颁美国国家科学院的康斯托克奖（1928年）、富兰克林研究所的克雷森奖章（1931年）和英国皇家学会的休斯奖章（1935年）。他是美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、美国物理学会会士（1938年任会长）。
历史贡献
戴维孙-革末实验是量子力学史上的里程碑实验。它首次为德布罗意的物质波假说提供了直接的实验证据，标志着对波粒二象性的认知从理论预言走向实验证实。
该实验与康普顿效应（证明光具有粒子性）一起，完整地展示了微观粒子的波粒二象性这一量子力学最核心的概念之一。薛定谔正是受到德布罗意的启发创立了波动力学——而戴维孙的实验为波动力学提供了坚实的实验基础。
电子衍射技术后来发展为一种重要的科研工具。低能电子衍射（LEED）成为研究固体表面结构的标准方法。反射高能电子衍射（RHEED）和透射电子显微镜的电子衍射模式广泛应用于材料科学、表面物理和纳米技术研究。
戴维孙在贝尔实验室工作期间还研究过热离子发射和电子光学，这些研究工作为后来的电子显微镜和电子束技术奠定了基础。
轶事典故
戴维孙的诺贝尔奖发现源于一次"幸运的事故"。1925年实验室中的液态空气瓶爆炸，导致镍靶严重氧化。如果他没有因清理镍靶而加热退火使其变成单晶，就不可能观察到清晰的电子衍射花样。戴维孙自己后来也承认，这次事故是"受祝福的意外"。
戴维孙在贝尔实验室工作期间并非为"获得诺贝尔奖"而研究。他是一名工程师出身的实验物理学家，研究的出发点是解决电子管的实际问题。这种"实用导向"的研究反而导致了纯科学上的重大突破。
戴维孙性格谦和，对合作者革末极为尊重。尽管革末作为助手未获诺贝尔奖，戴维孙在获奖后坚持将实验成果归功于两人共同努力。
戴维孙的儿子也是一位物理学家，后成为弗吉尼亚大学教授。
参考文献
1. Davisson, C. J. & Germer, L. H. (1927). Diffraction of Electrons by a Crystal of Nickel. Physical Review, 30(6), 705-740. 2. Davisson, C. J. (1928). The Diffraction of Electrons by a Single Crystal of Nickel. Nature, 121, 678-680. 3. Nobel Foundation. Clinton Davisson – Biographical. NobelPrize.org. 4. Gehrenbeck, R. K. (1978). Electron diffraction: fifty years ago. Physics Today, 31(1), 34-41.