El físico francés Louis de Broglie ganó el Premio Nobel en 1929 por su trabajo innovador en mecánica cuántica. Su trabajo para mostrar matemáticamente cómo las partículas subatómicas comparten algunas propiedades de onda se demostró luego que era correcto a través del experimento.
Dualidad de partículas de onda

Se dice que las partículas que exhiben propiedades de onda y partículas tienen onda-partícula dualidad
. Este fenómeno natural se observó por primera vez en la radiación electromagnética, o luz, que puede describirse como una onda electromagnética o una partícula conocida como fotón.

Cuando actúa como una onda, la luz sigue las mismas reglas que otras ondas. en naturaleza. Por ejemplo, en un experimento de doble rendija, los patrones resultantes de la interferencia de la onda muestran la naturaleza de la onda de la luz.

En otras situaciones, la luz exhibe un comportamiento similar a las partículas, como al observar el efecto fotoeléctrico o la dispersión de Compton. En estos casos, los fotones parecen moverse en paquetes discretos de energía cinética siguiendo las mismas reglas de movimiento que cualquier otra partícula (aunque los fotones no tienen masa).
Matter Waves y la hipótesis de De Broglie

The de Broglie La hipótesis es la idea de que la materia (cualquier cosa con masa) también puede exhibir propiedades onduladas. Además, estas ondas de materia resultantes son fundamentales para una comprensión mecánica cuántica del mundo; sin ellas, los científicos no podrían describir la naturaleza en su escala más pequeña.

Por lo tanto, la naturaleza de onda de la materia es más notable en teoría cuántica, por ejemplo, al estudiar el comportamiento de los electrones. De Broglie pudo determinar matemáticamente cuál debería ser la longitud de onda de un electrón conectando la ecuación de equivalencia de masa-energía de Albert Einstein (E \u003d mc ^{2) con la ecuación de Planck (E \u003d hf), la ecuación de velocidad de onda (v \u003d λf ) e impulso en una serie de sustituciones.}

Establecer las dos primeras ecuaciones iguales entre sí bajo el supuesto de que las partículas y sus formas de onda tendrían energías iguales:
E \u003d mc ^ 2 \u003d hf

(donde E
es energía, m
es masa y c
es la velocidad de la luz en el vacío, h
es la constante de Planck y f
es frecuencia).

Entonces, debido a que las partículas masivas no viajan a la velocidad de la luz, reemplazando c
con la velocidad de la partícula v
:
mv ^ 2 \u003d hf

Luego reemplaza f
con v /λ
(de la ecuación de velocidad de onda, donde λ
[ , 3, [[lambda] es la longitud de onda), y simplificando:
\\ lambda \u003d \\ frac {h} {mv}

Finalmente, porque el momento p
es igual a la masa m
veces velocidad v:

\\ lambda \u003d \\ frac {h} {p}

Esto se conoce como la ecuación de De Broglie. Al igual que con cualquier longitud de onda, la unidad de medida estándar para la longitud de onda de Broglie es metros (m).
Cálculos de longitud de onda de Broglie

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