Dualidad de la materia

Dualidad de la materia. Ondas de De Broglie ^[1]

“Louis de Broglie postuló que, ya que los fotones tienen a la vez características ondulatorias y de partículas, es posible que todas las formas de materia tengan ambas propiedades”. La longitud de onda de una partícula que obedece a este comportamiento es:

$\lambda ={h \over p}={h \over mv}$

El comportamiento dual onda-partícula se reconoce mayormente en la luz que era tratada como onda. Luego de algunos experimentos mostraron que el comportamiento de la luz en algunos casos no era característico de las ondas y sí de las partículas.

Uno de los experimentos utilizados para describir este comportamiento es el experimento de la doble rendija.

Difracción de electrones

Para que las partículas como los electrones tuvieran un comportamiento ondulatorio, debían exhibir efectos de difracción.

En 1926 Davisson y Germer lograron accidentalmente medir la longitud de onda de los electrones en un sistema en el que al difractar los electrones encontraron mínimos y máximos de intensidad en ángulos específicos, lo que confirmó la afirmación hecha por De Broglie.

Principio de Heisenberg y relaciones de incertidumbre

“La teoría cuántica dice que básicamente es imposible medir de manera simultánea la posición exacta y la cantidad de movimiento exacto de una partícula con una precisión infinita”.

“Las incertidumbres se presentan debido a la estructura cuántica de la materia”.

“Si se hace una medición con una incertidumbre $\Delta x$ de la posición de una partícula y de manera simultánea se hace una medición con una incertidumbre $\Delta p_{x}$ de su cantidad de movimiento, el producto de ambas incertidumbres no puede ser nunca menor que ${\hbar \over 2}$ ”.