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.
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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.