Sabemos que las ondas EM tienen un campo eléctrico y magnético variable, y las ondas sonoras tienen una presión variable. ¿Qué varía en las ondas de materia? ¿Cómo explicamos su longitud de onda?

¡La parte variable en las ondas de materia es la materia misma! Déjame explicarte lo más simple que pueda:

La ecuación de Schrödinger da la función de onda que varía sobre Psy (alfabeto griego), que es la función de onda de posición-espacio, equivalente a la posición en onda en una cuerda y la presión en onda de sonido.

Este psy no tiene ningún sentido como una cantidad física absoluta, a menos que lo cuadre, cuando se convierta en la densidad de probabilidad. Lo que significa es que, por ejemplo, un electrón está en un orbital y estamos resolviendo la ecuación de Schrodinger para ese orbital (x, y, z) o (r, theta, phy) para obtener psy. Luego cuadramos el resultado. Matemáticamente, eso no puede ser mayor que 1 y variará a medida que variamos los límites de x, y y z.

  1. Según la teoría de ondas: la onda de electrones se extiende por todo el universo, y más del 98% de su masa se acumula en ese orbital, el resto de la masa se distribuye por todo el universo.
  2. Según la teoría de partículas: hay un 98% de probabilidad de encontrar la partícula electrónica en el orbital. La probabilidad de encontrar ese electrón en cualquier otro lugar del universo, por pequeña que sea, nunca es 0.
  3. Si consideramos que todas las x, y, z son de 0 a infinito, significa que ps cuadrado es la probabilidad de encontrar el electrón dentro del universo, que será 1.

Es justo como la teoría de ondas es el promedio de la teoría de partículas para un gran número de observaciones, lo cual es consistente con nuestra comprensión.

La cantidad cuyas variaciones componen las ondas de materia es la función de onda, psi. Psi asociado con un cuerpo en movimiento en un momento particular t y coordenadas específicas (x, y, z) está relacionado con la probabilidad de encontrarlo allí.

Pero psi no tiene significado físico en sí mismo. Y eso también está justificado. Psi denota probabilidad, que solo puede estar entre 0 y 1. Pero una onda también tiene una amplitud negativa, y la probabilidad, incluso una rata sabe, no puede ser negativa. Como tal, psi no tiene sentido.

Este problema no existe con (psi) ^ 2, que significa densidad de probabilidad. Por lo tanto, lo que importa es la densidad de probabilidad. La densidad de probabilidad cuando se multiplica por un volumen pequeño da la probabilidad de encontrar la materia en esa pequeña región. Entonces es el cuadrado de psi lo que nos interesa más.

Por último, pero no menos importante: distinga entre la probabilidad de un evento y el evento en sí.