FUNDAMENTOS DE FÍSICA MODERNA PROPIEDADES ONDULATORIAS DE LA MATERIA -ONDAS DE MATERIA- UN ESTEBAN GUZMÁN G2E15CARLOS 2015

ONDAS DE MATERIA

POSTULADO DE LUIS DEBROGLIE EN LOS COMIENZOS DE LA FÍSICA CUÁNTICA, CUANDO LOS FÍSICOS AÚN ESTUDIABAN LA NATURALEZA CORPUSCULAR DE LA ENERGÍA (LÉASE FOTONES O PAQUETES DE ENERGÍA), EL FÍSICO LOUIS DE BROGLIE (FRANCIA ), POSTULÓ QUE NO SOLO LA ENERGÍA TENIA DOBLE NATURALEZA SINO TAMBIÉN TODA LA MATERIA CONOCIDA. DE BROGLIE SOSTUVO QUE EL MOVIMIENTO DE UNA PARTÍCULA ERA GOBERNADO POR UNAS ONDAS GUÍAS, DEBIDO A LAS CUALES LAS PARTÍCULAS PODÍAN PRESENTAR NATURALEZA ONDULATORIA O CORPUSCULAR, LA CUAL PODÍA SER APRECIADO DEPENDIENDO DEL EXPERIMENTO QUE SE USABA.

EXPERIMENTO DE DAVISSON-GERMER EL EXPERIMENTO DE DAVISSON-GERMER DEMOSTRÓ LA NATURALEZA ONDULATORIA DE LOS ELECTRONES, CONFIRMANDO LA HIPÓTESIS ANTERIOR DE BROGLIE. PONER LA DUALIDAD ONDA-PARTÍCULA SOBRE UNA BASE FIRME EXPERIMENTAL, REPRESENTÓ UN GRAN PASO ADELANTE EN EL DESARROLLO DE LA MECÁNICA CUÁNTICA. DAVISSON Y GERMER DISEÑARON Y CONSTRUYERON UN APARATO DE VACÍO, CON EL FIN DE MEDIR LAS ENERGÍAS DE LOS ELECTRONES DISPERSADOS DESDE UNA SUPERFICIE DE METAL. LOS ELECTRONES PROCEDENTES DE UN FILAMENTO CALIENTE, FUERON ACELERADOS POR UNA TENSIÓN, Y DIRIGIDOS PARA GOLPEAR UNA SUPERFICIE DE METAL DE NÍQUEL. EL HAZ DE ELECTRONES ERA DIRIGIDO AL BLANCO DE NÍQUEL, QUE PODÍA GIRAR PARA OBSERVAR LA DEPENDENCIA ANGULAR DE LOS ELECTRONES DISPERSADOS. SU DETECTOR DE ELECTRONES (LLAMADO CAJA DE FARADAY), FUE MONTADO SOBRE UN ARCO, DE MODO QUE PUDIERA SER GIRADO PARA OBSERVAR LOS ELECTRONES EN DIFERENTES ÁNGULOS. FUE UNA GRAN SORPRESA PARA ELLOS, ENCONTRAR QUE EN CIERTOS ÁNGULOS HABÍA UN PICO EN LA INTENSIDAD DEL HAZ DE LOS ELECTRONES DISPERSADOS. ESTE PICO INDICABA UN COMPORTAMIENTO DE ONDA EN LOS ELECTRONES, Y DABA VALORES QUE PODÍAN SER INTERPRETADO POR LA LEY DE BRAGG, SOBRE EL ESPACIADO RETICULAR DEL CRISTAL DE NÍQUEL.

PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISEMBERG REVELA UNA CARACTERÍSTICA DISTINTA DE LA MECÁNICA CUÁNTICA QUE NO EXISTE EN LA MECÁNICA NEWTONIANA. COMO UNA DEFINICIÓN SIMPLE, PODEMOS SEÑALAR QUE SE TRATA DE UN CONCEPTO QUE DESCRIBE QUE EL ACTO MISMO DE OBSERVAR CAMBIA LO QUE SE ESTÁ OBSERVANDO. EN 1927, EL FÍSICO ALEMÁN WERNER HEISENBERG SE DIO CUENTA DE QUE LAS REGLAS DE LA PROBABILIDAD QUE GOBIERNAN LAS PARTÍCULAS SUBATÓMICAS NACEN DE LA PARADOJA DE QUE DOS PROPIEDADES RELACIONADAS DE UNA PARTÍCULA NO PUEDEN SER MEDIDAS EXACTAMENTE AL MISMO TIEMPO. POR EJEMPLO, UN OBSERVADOR PUEDE DETERMINAR O BIEN LA POSICIÓN EXACTA DE UNA PARTÍCULA EN EL ESPACIO O SU MOMENTO (EL PRODUCTO DE LA VELOCIDAD POR LA MASA) EXACTO, PERO NUNCA AMBAS COSAS SIMULTÁNEAMENTE. CUALQUIER INTENTO DE MEDIR AMBOS RESULTADOS CONLLEVA A IMPRECISIONES.

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