2. Hipótesis de De Broglie

En 1924, Louis de Broglie sugirió que, del mismo modo que la radiación puede presentar un comportamiento corpuscular (en el estudio del efecto fotoeléctrico, por ejemplo), la materia podría presentar características ondulatorias.

Esta sugerencia era muy atrevida ya que, desde luego, las propiedades ondulatorias de la materia no se observan a simple vista. Sin embargo, De Broglie asignó una frecuencia y una longitud de onda (magnitudes típicamente ondulatorias) a las partículas. Las relaciones asignadas fueron las siguientes:

frecuencia de de Broglie  ;   Longitud de onda de de Broglie

en estas fórmulas, h=6.63·10-34 J.s  es la constante de Planck, p es la cantidad de movimiento o momento lineal de la partícula, E su energía y v su velocidad.

Como toda teoría física, esta idea, conocida por Hipotesis de De Broglie, carece de valor si no se confirma experimentalmente, y llegó en 1927 de la mano de los físicos americanos Davisson y Germer, los cuales demostraron la naturaleza ondulatoria de los electrones obteniendo unas figuras de difracción (fenómeno típico ondulatorio) al hacer incidir un chorro de electrones contra una superficie de níquel. Los electrones procedían de un filamento caliente y, después de ser acelerados, se dirigían a la superficie de un cristal de níquel.

Puedes encontrar más detalles del experimento en este enlace pero la idea principal es que los electrones (que son partículas) se comportaron como ondas (difractándose). La hipótesis de De Broglie había sido confirmada, lo que le valió el premio Nobel de Física en 1929.

La siguiente simulación representa el experimento original que demostró que los electrones pueden comportarse como ondas. En ella los electrones se difractan en un cristal de átomos, interfiriéndose entre ellos para crear picos y valles de probabilidad.

 

Davisson-Germer: Electron Diffraction
 
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 Simulación alojada en phET-Universidad de Colorado
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