Naturaleza Ondulatoria del Electrón

La confirmación de la hipótesis de DeBroglie, vino con el experimento de Davisson- Germer.

Ejemplos de Ondas Electrónicas

Dos ejemplos específicos que apoyan la naturaleza ondulatoria de los electrones como se propone en la hipótesis de DeBroglie, son los niveles discretos de energía atómica, y la difracción de electrones por planos cristalinos en materiales sólidos. En el modelo de Bohr de niveles de energía atómica, las ondas de electrones pueden ser visualizadas como "envolviendo alrededor" la circunferencia de una órbita de electrón, de tal manera que experimente una interferencia constructiva.

Debe ser invocada la naturaleza ondulatoria del electrón, para explicar su comportamiento cuando están confinados en dimensiones del orden del tamaño de un átomo. Se utiliza esta naturaleza ondulatoria, en la "partícula en una caja" de la mecánica cuántica, y el resultado de este cálculo se utiliza para describir la densidad de estados de energía de los electrones en los sólidos.

Hipótesis de DeBroglie

Otra forma de expresar esto es

De esta manera, para una partícula de masa en reposo cero Para un fotón: Luego se puede derivar la relación momento - longitud de onda de un fotón. Esta relación de la longitud de onda de De Broglie, se aplica igualmente a otras partículas.

Longitudes de Onda de DeBroglie

El experimento de Davisson-Germer, demostró que los electrones exhiben la longitud de onda de DeBroglie dado por:

Si se explora los valores de la longitud de onda de los objetos macroscópicos ordinarios como pelotas de béisbol, se encontrará que sus longitudes de onda de DeBroglie son ridículamente pequeñas. La comparación de la potencia de diez para la longitud de onda, mostrará que las longitudes de onda de los objetos ordinarios son mucho más pequeñas que un núcleo. La implicación es que para los objetos ordinarios, nunca se verá ninguna evidencia de su naturaleza ondulatoria, y para todos los fines prácticos pueden considerarse como partículas.

Longitudes de Onda de DeBroglie

El experimento de Davisson-Germer, demostró que los electrones exhiben la longitud de onda de DeBroglie dado por:

Para una partícula de masa x10^ kg

=

=

viajando a la velocidad x10^ m/s
la longitud de onda de DeBroglie asociada es x10^m = m =nm.

Se pueden introducir valores en cualquiera de las casillas. Cuando se finalice de introducir los datos, hágase clic sobre la cantidad que se desea calcular en la fórmula de arriba. Los valores de longitudes de onda serán reconciliados, pero no se realizará ningún cálculo mas, hasta que se seleccione el elemento que se desea calcular. ¡Cuidado! este cálculo no es relativista, y tiene precisión solamente para velocidades mucho menores que la velocidad de la luz. Para velocidades sobre una décima de la velocidad de la luz, se debería usar un cálculo relativista.

Si se explora los valores de la longitud de onda de los objetos macroscópicos ordinarios como pelotas de béisbol, se encontrará que sus longitudes de onda de DeBroglie son ridículamente pequeñas. La comparación de la potencia de diez para la longitud de onda, mostrará que las longitudes de onda de los objetos ordinarios son mucho más pequeñas que un núcleo. La implicación es que para los objetos ordinarios, nunca se verá ninguna evidencia de su naturaleza ondulatoria, y para todos los fines prácticos pueden considerarse como partículas.