¿Cuál es la hipótesis de De Broglie?

La hipótesis de De Broglie dice que toda la materia tiene naturaleza de partículas y ondas. La naturaleza de onda de una partícula se cuantifica por la longitud de onda de De Broglie definida como [math] \ lambda = \ frac {h} {p} [/ math] donde [math] p [/ math] es el momento de la partícula. Esto se llamó una hipótesis porque no había evidencia de ello cuando se propuso, solo analogías con las teorías existentes. (La relación longitud de onda-momento se mantiene exactamente para los fotones).

Históricamente, la hipótesis de De Broglie fue el siguiente paso en la teoría cuántica después de Planck, Einstein y Bohr.

  • En 1900, Max Planck introdujo la noción de que la radiación se cuantifica para derivar el espectro de radiación del cuerpo negro.
  • En 1905, Albert Einstein utilizó la idea de Planck para explicar el efecto fotoeléctrico, lo que condujo a una amplia aceptación de la naturaleza cuántica de la radiación.
  • En 1913, Niels Bohr usó la cuantización de la radiación junto con la hipótesis de Bohr (que se cuantifica el momento angular de los electrones) para predecir correctamente el espectro lineal del átomo de hidrógeno y explicarlo.
  • En 1923, Lois de Broglie llevó esta idea más allá y propuso que la materia tiene naturaleza ondulatoria como la radiación tiene naturaleza de partículas.

La hipótesis de Bohr es una consecuencia inmediata de la hipótesis de De Broglie: el momento angular debe conservarse si un electrón en un átomo se ve como una onda que gira en círculos alrededor de un núcleo, de modo que la onda del electrón interfiere constructivamente en todas partes de la órbita.

En 1926, Erwin Schrödinger publicó la ecuación de Schrödinger que generalizaba el concepto de ondas de materia de De Broglie y las colocaba en una base teórica más sólida.

La confirmación experimental directa se produjo en 1927 cuando Clinton Davisson y Listor Germer e independientemente, GP Thomson observaron la difracción de electrones.

Hipótesis 1:

De todos los orbitales posibles, los electrones giran en órbitas en las que su momento angular es un múltiplo integral de h / 2π.

En estas órbitas, los electrones no irradian energía.

Hipótesis 2:

Cuando un electrón hace una transición de una órbita estable con energía E¹ a una órbita estable con energía más baja E², entonces irradia energía en forma de un fotón de frecuencia f tal que E¹-E² = hf.

La hipótesis de De-Broglie establece que, dado que una luz, o cualquier otra onda electromagnética, también puede exhibir las propiedades de una partícula, de manera similar, una partícula también debe exhibir las propiedades de una onda, y que esas dos naturalezas son intercambiables, si ciertas condiciones físicas existen condiciones para permitir ese cambio.

Hasta ahora, se ha demostrado que esta hipótesis es cierta, ya que muchos experimentos en partículas que muestran propiedades de onda han demostrado que existe la naturaleza dual, como los electrones cuando se pasan a través de una rendija doble en una pantalla, y se depositan en una pantalla opuesta a las rendijas con diferentes densidades lineales, y con regiones alternas de altas y bajas intensidades de deposición, de acuerdo con los fenómenos de interferencia de dos rendijas observados en el caso de las ondas de luz, y que solo pueden ser posibles si el electrón exhibe algún tipo de naturaleza de onda cuando golpea las dos rendijas, experimentando interferencia constructiva y destructiva mientras permanecen en ese estado, y luego golpean la pantalla como una partícula nuevamente.

Esta es una hipótesis realmente grandiosa, con mucha evidencia científica para probar su validez (como la que mencioné anteriormente).

Gracias

Cada objeto en este mundo cuando está en movimiento exhibe tanto la onda como la naturaleza de las partículas. Somos muy conscientes de su naturaleza de partículas. Por la parte de ola. Tomemos, por ejemplo, una pelota lanzada al aire, esta pelota normalmente se ve como una partícula normal en movimiento, pero lo que no se puede ver es que también exhibe movimiento ondulatorio, porque esta onda es tan insignificante que puede descuidarse por completo para partículas o partículas grandes. visible a simple vista, pero a nivel cuántico, el movimiento de onda y el movimiento de partículas son significativos.