仔细备制的样品是从晶体生产的单晶镍切割下来，经过研磨、腐蚀，取（111）面正对电子束，这是由于镍是面心型晶体，（111）面是这类晶体点阵最为密集的方向。晶体安装在沿入射束方向的轴上，可以随意改变方位。
散射电流取决于四个因素：轰击电流、方位、散射角和轰击电压。已知散射电流与轰击电流之间有简单的正比关系，实验主要考察散射电流跟后面三项的关系。他们做了大量的测试工作。
他们综合几十组曲线，肯定这是电子束打到镍晶体发生的衍射现象。于是，他们进一步做定量比较。然而，不同加速电压下，电子束的最大值所在的散射角，总与德布罗意公式计算的结果相差一些。他们发现，如果理论值乘0.7，与电子衍射角基本相符。
他们的论文发表在《自然》杂志1927年4月16日的一期上①。这篇论文立即引起了人们的注意。不久依卡尔特（Eckart）指出②。理论和实验之间的偏差可能是由于电子在晶体中受到折射。戴维森继续实验，发现随着轰击电压增加，偏差越来越小。图9－13是戴维森和革末在1928年4月发表的曲线，表明电子束反射后的强度随波长改变的关系。箭头所指代表各级衍射的理论值。由图可见，随着波长变短，也即加速电压增大，偏差越来越小。根据戴维森的数据，贝特（W.Bethe）推算出金属表面存在内电势，对于镍，内电势约为15伏。如果考虑这一因素，理论值和实验值就吻合一致了。至此，戴维森完全证实了电子衍射的存在，为德布罗意的物质波假说提供了重要证据。
如果说戴维森发现电子衍射走的是一条曲折的道路，那末，G.P.汤姆生就是走了一条直路。他是电子的发现者J.J.汤姆生的独生子，从小接受到良好的科学教育，在父亲的指导下做气体放电等方面的研究工作。1922年，30岁G.P.汤姆生当了阿伯登（Aberdeen）大学教授，继续做他父亲一直从事的正射线的研究，实验设备主要是电子枪和真空系统。他很欣赏1924年德布罗意的论文，并于1925年向《哲学杂志》投过一篇论文，试图参加有关物质波的讨论。1926年在牛津召开的英国科学促进会他也参加了，不过当时没有见到戴维森。是玻恩的报告引起他对德布罗意物质波假说的进一步兴趣，促使他按照埃尔萨塞的方案去探讨电子波存在的可能性。他的实验室有优越的条件可以进行电子散射实验。果然当他把正射线的散射实验装置作些改造，把感应圈的极性反接，在电子束所经途中加一赛璐珞薄膜作为靶子，让电子束射向感光底片，不久就得到了边缘模糊的晕环照片。这就是最早的电子衍射花纹。
G.P.汤姆生的电子衍射实验原理如图9－14。它的特点是：电子束经高达上万伏的电压加速，能量相当于10—40KeV，电子有可能穿透固体薄箔，直接产生衍射花纹，不必象戴维森的低能电子衍射实验那样，要靠反射的方法逐点进行观测，而且衍射物质也不必用单晶材料，可以用多晶体代替。因为多晶体是由大量随机取向的微小晶体组成，沿各种方向的平面都有可能满足布拉格条件，所以可以从各个方向同时观察到衍射，衍射花纹必将组成一个个同心圆环，和X射线德拜粉末法所得衍射图形类似。
1937年，G.P.汤姆生和戴维森一起，由于电子衍射方面的工作共获诺贝尔物理奖。
物质波理论不仅得到电子束实验的证实，还可以从分子束甚至中子束获得验证。
1930年，分子束方法的创始人斯特恩（O.Stern）和他的合作者用氢分子和氦原子证实普通原子和分子也具有波动性，成功的关键是他们做成了极其灵敏的气压计，可用于检测分子束。原子和分子是中性的，无法用电场加速，只能从平衡态的热分布中选择某一范围速度内的部分粒子，所以能量非常低，一般只有百分之几电子伏特，相当于波长为1Å。
实验原理如图9－15。氦原子束或氢分子束经准直缝投向氟化锂（LiF）单晶，散射后被检测器（即气压计）接收。检测器可以绕轴旋转测不同方位的粒子数。当方位角j＝0时，反射束与入射束处于同一平面，强度最大；改变j角，强度锐减；当j＝11°时，出现第衍射峰，曲线如图9－16。
1931—1933年，斯特恩等人在分子束所经的途中加了一道速度选择器，实验结果大为改善。速度选择器是由两只同轴齿轮组成，轮上沿辐向各刻有400多个轮齿，如图9－17。齿轮的转速可以调节，不同的转速选择不同速度的分子（实际上是速度间隔为v→v＋△v的分子）自由地穿过轮齿，到达LiF晶体。用这个方法，斯特恩证明氦原子束经LiF晶体衍射所得结果与德布罗意关系一致，实验误差不超过1—2％。
这项精采实验有很深远的意义。自由电子具有波动性可能还比较容易被人们接受，因为电子本身就是一种难以捉摸的微观粒子，波动性也许就是它的某种特性。当证明氢分子和氦原子一类的中性物质同样也具有波动性时，就不能不使人们确信波粒二象性是物质的普遍属性了。
另一项值得提到的是核粒子的波动性，其中尤以中子衍射的研究最有价值。中子是1932年发现的，1936年就有人观测到中子的衍射现象。不过那时中子束是从最原始的中子源即镭铍源获得的。
40年代以后，各种反应堆发展起来了，有可能获得较强的中子束。这时，中子衍射不但又一次提供了物质波的实验证据，而且被利用于探测物质结构，成了材料科学中的一门重要实验技术。
①
转引自：J.MehraandH.Rechenberg，The Historical Development of Quantum Theory，Vol.1，Part2，p.621.
① C.Davisson，C.H.Kunsman，Science，54（1921）p.524.
① W.Elsasser，Naturwissenschaften，13（1925）p.711.
① C.DavissonandL.H.Germer，Nature，119（1927）p.558.
② Eckart，Proc.Nat.Acad.Sci.13（1927），p.160.