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Luis de Broglie (1892- 1987). Francés Licenciado en Historia (1913), pero desde los 18 se interesó por la física Prestó servicio en la Guerra Mundial Tesis de doctorado: Mecánica Ondulatoria (1924) Premio Nobel en 1929. Fuente: Encyclopedia Britannica. Efecto Fotoeléctrico.
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Luis de Broglie (1892- 1987) Francés Licenciado en Historia (1913), pero desde los 18 se interesó por la física Prestó servicio en la Guerra Mundial Tesis de doctorado: Mecánica Ondulatoria (1924) Premio Nobel en 1929 Fuente: Encyclopedia Britannica
Efecto Fotoeléctrico • Albert Einstein formula una explicación en 1905. Premio Nobel. • Naturaleza dual de la luz: onda – partícula (fotones) • hν: energía del fotón. Basado en Max Planck Ecuación de Einstein
Postulado de De Broglie • ¿ La dualidad onda – partícula en exclusiva de la luz? • Propuesta meramente teórica. No habían experimentos previos. • Es necesario tanto para la materia como para la radiación, en particular la luz, introducir simultáneamente el concepto de partícula y el concepto de onda [1]. • Para hallar la relación entre el movimiento de la partícula y su onda supuso las relaciones: h: Constante de Plack E: energía p: cantidad de movimiento de la partícula λ: Longitud de onda de De Broglie
De Broglie y el átomo de Bohr Explicó los estados discretos de los electrones mediante ondas estacionarias nλ = 2πr = S S: Circunferencia de la orbita de Bohr Este fue un primer indicio de la veracidad del postulado de la hipótesis hecha por De Broglie Ilustración: David M. Harrison, University of Toronto
El experimento de Davisson y Germer (1927) • Dado que el valor de h es demasiado pequeño, el efecto ondulatorio sólo es apreciable en partículas de tamaño subatómico: electrones. • C.J. Davisson y L.H. Germer investigadores de los laboratorios Bell. Davisson recibió Premio Nobel en 1937. • Estudiaron la reflexión de un haz de electrones que incidía sobre una superficie. • Sus experimentos mostraron fenómenos de difracción, propios de las ondas. Fuente: www.cobaes.edu.mx
Experimento de G.P. Thomson • También hizo un análisis de difracción similar al hecho con rayos X, pero con haces de electrones. Difracción de rayos X a través de una red de cristales de aluminio. Fuente: Pedro Gomez Esteban [3] Difracción de electrones por estaño blanco. Fuente: W. Hines, Berkeley.
Conclusiones • Los experimentos de C.J. Davisson y G.P Thomson respaldan la hipótesis de De Broglie, comprobando la naturaleza ondulatoria de partículas subatómicas como los electrones. • Este resultado implica una incertidumbre sobre la posición de la partícula. • Erwin Schrödinger desarrollaría años más tarde toda una teoría a partir de las ideas de De Broglie. • Los resultados hallados por Schrödinger y Heisenberg inspirados en De Broglie, sentaron las bases de la mecánica cuántica.
REFERENCIAS BILIOGRÁFICAS • [1] GARCÍA, Joaquín Mauricio. Introducción a la física moderna. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia, 2003. • [2] TIPLER, Paul Allen. Física moderna. Barcelona: Reverté, 1980. p. 181-189. • [3] GOMEZ Esteban, Pedro. Cuántica sin fórmulas, la hipótesis de De Broglie. Disponible: http://eltamiz.com/2007/12/11/cuantica-sin-formulas-la-hipotesis-de-de-broglie/ (Consulta 2008, noviembre 5).