A que se llama onda material?

Toda la materia presenta características tanto ondulatorias como corpusculares comportándose de uno u otro modo dependiendo del experimento específico.

Para postular esta propiedad dual de la materia, De Broglie se basó en la explicación delefecto fotoeléctrico, que poco antes había dadoAlbert Einsteinsugiriendo la naturalezacuánticade la luz.

Para Einstein, la energía transportada por las ondas luminosas estaba cuantizada, distribuida en pequeños paquetes energía o cuantos de luz, que más tarde serían denominadosfotones, y cuya energía dependía de la frecuencia de la luz a través de la relación : , donde es la frecuencia de la onda luminosa ylaconstante de Planck.

Albert Einstein proponía de esta forma, que en determinados procesos las ondas electromagnéticas que forman la luz se comportan como corpúsculos.

De Broglie se preguntó que por qué no podría ser de manera inversa, es decir, que una partícula material (un corpúsculo) pudiese mostrar el mismo comportamiento que una onda.

El físico francés relacionó lalongitud de onda, λ(lambda) con el módulo de lacantidad de movimiento, pde la partícula, mediante la fórmula : dondeλes la longitud de la onda asociada a la partícula de cantidad de movimientopyhes la constante de Planck.

En Física clásica no relativista el módulo del vector{ \ displaystyle { \ vec {p}}}, ocantidad de movimientode la partícula es el producto de sumasapor su velocidadY por lo tanto laexpresión clásicade la longitud de onda de De Broglie esEn esta aproximación clásica, (válida velocidades), viendo la fórmula se aprecia fácilmente que a medida que la velocidad del cuerpo aumenta, disminuye considerablemente la longitud de onda.

También se observa que la longitud de onda es minúscula para objetos macroscópicos, debido al gran valor de su masa.

Si la velocidad de la partícula es alta, o sea significativamente importante respecto de la velocidad de la luzc, ya no es posible utilizar la expresión clásica de la cantidad de movimiento, sino que es necesario utilizar la que proporciona laRelatividad Especial : { \ displaystyle { \ vec {p}} = m \ gamma { \ vec {v}}}Y su módulo{ \ displaystyle p = m \ gamma v}En donde{ \ displaystyle \ gamma = { \ frac {1}{ \ sqrt {1 - v ^ {2} / c ^ {2}}}}}es el llamadofactor de LorentzYmes lamasa invariantede la partícula.

Así pues, laexpresión relativistade la longitud de onda de De Broglie esEsta hipótesis ondulatoria de la materia se confirmó tres años después para loselectrones, con la observación de los resultados delexperimento de la doble rendijadeYoungen ladifracciónde electrones en dos investigaciones independientes.

En laUniversidad de Aberdeen, George Paget Thomsonpasó un haz de electrones a través de una delgada placa de metal y observó los diferentes esquemas predichos.

En losLaboratorios Bell, Clinton Joseph DavissonyLester Halbert Germerguiaron su haz a través de una celda cristalina.

La ecuación de De Broglie se puede aplicar a toda la materia.

Los cuerpos macroscópicos, también tendrían asociada una onda, pero, dado que su masa es muy grande, la longitud de onda resulta tan pequeña que en ellos se hace imposible apreciar sus características ondulatorias.

De Broglie recibió elPremio Nobel de Físicaen1929por esta hipótesis.

Thomson y Davisson compartieron el Nobel de1937por su trabajo experimental.