W 1929 w ramach rocznego stypendium Fundacji Rockefellera wyjechał do USA, gdzie od 13 stycznia 1929 do 14 stycznia 1930 prowadził badania eksperymentalne nad dwójłomnością promieni Roentgena w kryształach pod kierunkiem Arthura Holly'ego Comptona w Ryerson Laboratory na University of Chicago.

Od lutego do września 1930 był asystentem kontraktowym w Zakładzie Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Warszawskiego, a następnie stypendystą Funduszu Kultury Narodowej (FKN).

W grudniu 1930 habilitował się na podstawie prac Ruch elektronu w jednorodnym polu elektrycznym oraz Ruch elektronu w obustronnie ograniczonej warstwie pola elektrostatycznego, i uchwałą Rady Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego UW uzyskał veniam legendi w zakresie fizyki teoretycznej.

Jego doświadczenia mające na celu wykazanie falowej natury materii i potwierdzenie hipotezy de Broglie'a były przeprowadzone na Uniwersytecie Warszawskim w tym samym czasie, gdy to samo doświadczenie przeprowadzali w innych ośrodkach Germer i późniejszy noblista Davisson, oraz, niezależnie, Thomson, również noblista. Praca Szczeniowskiego została opublikowana z pewnym opóźnieniem, wynikającym z cyklu wydawniczego Polskiego Towarzystwa Fizycznego, co spowodowało odebranie palmy pierwszeństwa PolakowiWykład okolicznościowy prof. J.