¿Pueden los electrones vibrar en diferentes frecuencias de la misma manera que un fotón?

La frecuencia de cualquier partícula determina la energía de esa partícula por [matemáticas] E = hf [/ matemáticas]. Entonces, sí, un electrón puede tener múltiples frecuencias, que corresponden a diferentes energías (aunque sí tienen un mínimo en [matemáticas] f = mc ^ 2 / h [/ matemáticas], porque [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas ] determina la energía mínima del electrón, cuando está en reposo). De manera equivalente, una frecuencia corresponde al número de onda, [matemática] k [/ matemática], que satisface la ecuación [matemática] p = \ hbar k [/ matemática].

La ecuación relativista de energía-momento, [matemática] E ^ 2 = p ^ 2c ^ 2 + m ^ 2c ^ 4 [/ matemática] implica que tenemos [matemática] \ omega ^ 2 = k ^ 2c ^ 2 + m ^ 2c ^ 4 / \ hbar ^ 2 [/ math], donde [math] \ omega = 2 \ pi f [/ math], dando una correspondencia entre la frecuencia y el número de onda análoga a [math] \ omega = kc [/ math] para ligero.

Por lo tanto, los electrones (o cualquier partícula) de diferentes frecuencias corresponden a diferentes energías / momentos para esa partícula. La frecuencia mínima es siempre [matemática] mc ^ 2 / h [/ matemática], donde [matemática] m [/ matemática] es la masa de la partícula, por la misma lógica.

Vibran, y la principal diferencia es que tienen una masa distinta de cero. En pocas palabras, para los fotones su frecuencia w corresponde directamente al momento k: w = k. Para partículas masivas como los electrones es w ^ 2 = k ^ 2 + m ^ 2. Lo que significa que tienen una frecuencia distinta de cero incluso cuando el momento es cero, y generalmente la frecuencia es mayor que el momento correspondiente para tales partículas, lo que significa que parte de su energía proviene de la masa y parte del momento (para partículas libres).