Heinsemberg, Broglie

Actualmente la idea intuitiva de Bohr de que los electrones se encuentran en órbitas de energía determinada no se mantiene. Hoy se considera que no es posible conocer la posición y la velocidad de un electrón, sino solamente la probabilidad de hallarlo en una determinada región del espacio ; tal y como se desprende de la Teoría de De Broglie y del Principio de Incertidumbre de Heisemberg.

TEORIA DE DE BROGLIE (1.923)
La idea expuesta por Einstein de que la luz tiene un doble comportamiento : ondulatorio y corpuscular, se expresa en las fórmula :

donde se relacionan los dos aspectos (ondulatorio con la longitud de onda, y corpuscular representado por la masa)
De Broglie propuso aplicar este concepto también a los electrones, de modo que un electrón de masa m, que se mueva con una velocidad v, puede considerarse como una onda de cuya longitud de onda será :

Este carácter ondulatorio fue comprobado por Thomson en 1.928 mediante la difracción de electrones a través de cristales( sólo las ondas producen difracción).
El segundo postulado de Bohr puede explicarse por el movimiento ondulatorio : Una órbita será posible sólo cuando su longitud sea múltiplo entero de la longitud de onda del movimiento del electrón.

PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISEMBERG.
Indica que es imposible conocer con exactitud y simultáneamente la posición y la velocidad de cualquier partícula. Indeterminación que viene expresada en :

Mr Fisica

El video anterior representa muy bien el ejercicio de la doble ranura, es de facil entender, y muy didactico, aclara las dudas acerca de tan importante prueba en relación a las teorias de la luz.

Experimentos en su relacion

Utilizando el experimento realizado por young; dicho experimneto consistia en la ya conocida doble rendija. En él, se ilumina una lámina con un foco luminoso. La lámina tiene dos rendijas finas, y al otro lado de la lámina se pone una pantalla. La interferencia de las ondas procedentes de ambas rendijas produce un patrón característico al otro lado de la lámina. (la foto anterior hace referencia a dicho experimento)
La dualidad onda-corpúsculo lleva a problemas de una profundidad aún mayor, como los físicos descubrieron según iban realizando experimentos relacionados con ese concepto. Al principio, algunos pensaban que los grupos de partículas se comportan como una onda. Es decir, una onda luminosa está compuesta por un número muy grande de fotones: los fenómenos ondulatorios, como la interferencia o la difracción, se producen porque los fotones interaccionan unos con otros y se afectan unos a otros. Una vez aceptada la hipótesis de de Broglie, lo mismo sucede con los electrones, los neutrones, etc.: grupos de partículas se comportan como una onda.

¿Particula u Onda?

El hecho de que a la luz presente tanto propiedades ondulatorias como de partícula sugirió a Louis De Broglie que una partícula pequeña como un e- puede tener propiedades de onda en circunstancias adecuadas. De Broglie predijo que una partícula de masa m y velocidad v lleva asociada una longitud de onda tiene un valor numérico igual a :
l = h/m x v
Esta conclusión se extendió y generalizó para toda la materia de manera que no solo los fotones llevan asociada una onda sino que toda la materia presenta esta dualidad, para cualquier tipo de materia.Esta teoría fue confirmada experimentalmente cuando se consiguió realizar la difracción de e-.Todos los objetos de la vida cotidiana presentan un comportamiento ondulatorio aunque no lo observamos. Esto es debido a que la masa es muy grande y por tanto l es muy pequeña. Sin embargo las partículas atómicas tienen masas comparables a la cte. de Planck y por tanto sus longitudes de onda son apreciables.

Concepto de fotón. Dualidad onda – corpúsculo.

La luz es una onda electromagnética, pero se ha observado en numerosas ocasiones que se puede
comportar como un corpúsculo con una energía que no depende de la amplitud de la onda sino
de la frecuencia de la vibración. Esta capacidad de comportarse como onda y como partícula
hace que no se pueda separar el carácter ondulatorio del corpuscular, lo que se denomina
dualidad onda – corpúsculo y, en el caso particular de las ondas electromagnéticas, fotones.

Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie

Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie (1.892-1987) fue profesor de física en la Universidad de París (hacia 1.928), además de físico teórico llegando a uno de los giros científicos más interesantes de la historia de la física.
En 1.942, en su tesis doctoral "Recherches sur la théorie des quanta", De Broglie introdujo un comportamiento ondulatorio para el electrón al que asoció una longitud de onda dependiente dl movimiento del mismo a través de su famosa expresión:

h=λ/p

Donde h=cte. de Planck

λ=longitud de onda.

p=m·v (momento lineal o cantidad de movimiento)

El electrón, hasta ese momento estaba considerado como una de las partículas fundamentales, o sea, como un corpúsculo. Nunca nadie le había asociado a una partícula ningún comportamiento ondulatorio.
Extendiendo la hiótesis de De Broglie a todos los cuerpo puede llegarse fácilmente a la conclusión de que, dependiendo de la velocidad y de la masa de los objetos, cualquiera de ellos puede tener un comportamiento ondulatorio, esto es, De Broglie rompió con los conceptos de onda y partícula tal y como se conocían (y como algunos lo consideran aún): dos conceptos totalmente separados.
Para De Broglie, onda y partícula no son más que dos comportamientos distintos que puede tener la materia de tal forma que un electrón siempre seguirá siendo un electrón (su sustancia no va a cambiar) pero puede presentar fenómenos ondulatorios (difracción, superposición,....) o corpusculares, dependiendo de la velocidad que lleve en el experimento o situación concreta, esto es, no cambia su sustancia pero sí su comportamiento ante distintas situaciones de la misma forma que una persona es la misma en sus casa que en el trabajo, sin embargo su comportamiento no es el mismo.

Cuantica. Dualidad Onda Corpúsculo (Broglie)