Dualidad Onda Particula

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIOS DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA

NÚCLEO FALCÓN-SEDE CORO

Santa Ana de Coro, junio de 2012

INTRODUCCION

El presente informe describe los procesos que enmarca el concepto de Dualidad Onda –Partícula, donde para la comprensión de los mismos es importante partir del hecho de que hablar de física es definir el estudio de la naturaleza en sus aspectos fundamentales, buscando una compresión completa.

La explicación de tal concepto se hace fundamental en que los procesos que se describen a continuación, están enmarcados en científicos como Borh, De Broglie, y Schrodinger, quienes dedicaron su vida a la explicación de diferentes fenómenos físicos, básicamente de fenómenos que entran en la definición de física cuántica, también conocida como mecánica ondulatoria, que es la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas, en torno a 1.000 átomos, que empiezan a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud la posición de una partícula, o su energía, o conocer simultáneamente su posición y velocidad, sin afectar a la propia partícula (descrito según el principio de incertidumbre de Heisenberg). Estas teorías se sustentan, primeramente en el hecho del intercambio energético que surge entre partículas, la cual se establece en múltiplos enteros de cantidad mínima. Otro factor determinante es la posición en la que se encuentran tales partículas, estimando una función que la define para ubicarla en un instante de tiempo determinado.

Electromagnéticas y manifiesta el comportamiento ondulatorio, pero que en ciertos experimentos de interacción con la materia ofrece un comportamiento corpuscular.

DUALIDAD ONDA – PARTICULA

El físico francés Louis Víctor de Broglie para los años de 1924 sugirió que era posible contemplar las partículas elementales como si fuesen ondas. Utilizando la famosa ecuación de Einstein que relaciona masa y energía y la ecuación de Planck que relaciona la energía de una radiación con su frecuencia, de Broglie demostró que toda partícula actúa también como una onda de cierta longitud.

Así mismo, al referirse a la dualidad onda – partícula, se está denotando a el conjunto de propiedades tanto ondulatorias como corpusculares por parte de los objetos subatómicos. El principio fundamental de la teoría cuántica es que una entidad que considerada como una partícula (por ejemplo, un electrón, con un momento lineal p) que a su vez puede comportarse también como una onda, mientras que otras entidades descritas como ondas (por ejemplo, la luz, con una longitud de onda ð) también pueden describirse como corpúsculos (en este caso, fotones). Así mismo demostraba que cuanto más masiva se hacia una partícula las posibilidades de poder observar su comportamiento o detalles como ondas se hace menor ya que su regularidad se hace superior. Estos procesos ayudan a la explicación de fenómenos como difracciones, interferencias y radiaciones.

De acuerdo con la física clásica existen diferencias entre onda y partícula. Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa mientras que una onda se extiende en el espacio caracterizándose por tener una velocidad definida y masa nula.

Actualmente se considera que la dualidad onda – partícula es un “concepto de la mecánica cuántica según el cual no hay diferencias fundamentales entre partículas y ondas: las partículas pueden comportarse como ondas y viceversa.” (Stephen Hawking, 2001)

La longitud de onda de la onda λ asociada a una partícula de masa m que se mueve con velocidad v se calcula, según De Broglie, mediante la expresión:

Para Einstein, la energía transportada por las ondas luminosas estaba cuantizada, distribuida en pequeños paquetes energía o cuantos de luz, que más tarde serían denominados fotones, y cuya energía dependía de la frecuencia de la luz a través de la relación: , donde es la frecuencia de la onda luminosa y la constante de Planck. Albert Einstein proponía de esta forma, que en determinados procesos las ondas electromagnéticas que forman la luz se comportan como corpúsculos. De Broglie se preguntó que por qué no podría ser de manera inversa, es decir, que una partícula material (un corpúsculo) pudiese mostrar el mismo comportamiento que una onda.

1. POSTULADOS DE DE BROGLIE

De Broglie, afirmaba para el año 1924:

“Toda la materia presenta características tanto ondulatorias como corpusculares comportándose de uno u otro modo dependiendo del experimento específico.”

Este científico, no fue más que un físico francés. Miembro de una familia perteneciente a la más distinguida nobleza de Francia, sus parientes destacaron en un amplio rango de actividades, como pueden ser la política, la diplomacia o la carrera militar. Se destaco así mismo en el campo de la física experimental concerniente al estudio del átomo.

Su inquietud dentro de la explicación de fenómenos que rigen el estudio de la física, lo llevo a proponer que toda partícula tiene una onda asociada cuya longitud de onda es λ = h/p, en analogía con la fórmula de Compton–relaciones de Planck–Einstein. Por ejemplo, un electrón, baja determinadas circunstancias podría tener comportamientos ondulatorios tales como la difracción, que fueron observados poco después de haberlos predicho de Broglie.

Broglie, estableció la posibilidad de que la materia experimentara un comportamiento dual, es decir, que presentara características dentro de entidades físicas como partículas y a su vez experimentara circunstancias que expusieran algunas propiedades ondulatorias en ella. De allí se parte a la observación y estudio de fenómenos como la difracción e incertidumbre, contando algunos efectos de interacción como el fotoeléctrico, que explica la existencia de ciertas sustancias, principalmente metales, que emiten electrones cuando sobre ellas incide luz u otra radiación de pequeña longitud de onda. Esta situación se puede describir diciendo que la radiación electromagnética es una onda que al interactuar con la materia manifiesta un

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