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DUALIDAD
ONDA-PARTÍCULA |
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En el contexto de la
física clásica, el modelo corpuscular de la luz (según
el cual está constituida por fotones) y el modelo
ondulatorio (según el cual consiste en la propagación
del campo electromagnético) son
incompatibles. Pero en el marco de la física cuántica,
ambos comportamientos de la luz, que parecían
contradictorios, se pudieron
integrar en un modelo coherente.
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Louis-Victor De Broglie |
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Un avance
fundamental que permitió esta integración e impulsó el
desarrollo de la física cuántica fue una hipótesis,
planteada por el físico francés de
De Broglie
(1892-1987) en su tesis doctoral de 1924. Dicha hipótesis
atribuyó a toda partícula con impulso, p
(para una partícula de masa, m, y velocidad, v, p=m·v), una
onda asociada, cuya longitud de onda es
l
= h/p
(h es una constante universal, llamada constante de
Planck)
La física cuántica generalizó la
hipótesis de De Broglie, para considerar
que toda entidad física (las partículas
y también los fotones) tiene una
naturaleza dual, de tal forma que su comportamiento global presenta
dos aspectos complementarios: ondulatorio y corpuscular.
Dependiendo del experimento predomina
uno de estos dos aspectos. |
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Así,
el hecho de que
un electrón, por ejemplo, tenga masa y cantidad de
movimiento (propiedades corpusculares), pero también
una longitud de onda (propiedad ondulatoria), supone
que en
una colisión con otro electrón, predomine el
comportamiento corpuscular de ambos, pero también ocurre
que
un haz de electrones se difracta cuando pasa por
un pequeño orificio circular de tamaño
comparable a su longitud de onda. De hecho, si el haz de electrones se
hace incidir en
una pantalla situada detrás del orificio, dibuja
una figura como a la mostrada a la derecha.
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También dos haces de electrones pueden producir
interferencias y así se comprueba en un experimento consistente en hacerlos
pasar a través de una rendija doble o
múltiple. Estas interferencias se
producen aunque los electrones se lancen de uno en uno
hacia las rendijas, de manera que el resultado observado
en la pantalla no es fruto de un proceso estadístico producido
por la incidencia
de un número elevado de electrones, sino que realmente cada electrón interfiere
consigo mismo.
Este
mismo concepto de dualidad onda-partícula se aplica a los fotones,
las entidades
de masa nula que forman la luz. Un fotón tiene un comportamiento corpuscular, por
ejemplo, cuando colisiona con otros fotón o, como
ocurre en el efecto fotoeléctrico, con
partículas (electrones, protones...), pero un haz
luminoso (un haz de fotones) manifiesta un comportamiento
ondulatorio (onda electromagnética) cuando, por ejemplo, se difracta, se polariza
o produce interferencias luminosas. |
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