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=El Postulado de De Broglie =

Nombre: **Juan Diego Fique Ramírez** Código: **261388** Usuario: **jdfiquer**  ir a los archivos ver comentarios

En los primeros años del siglo XX, Albert Einstein lograba resolver un problema descubierto unas décadas atrás por Heinrich Hertz, asociado a un fenómeno físico que se denominó efecto fotoeléctrico. Para tal fin, Albert Einstein propuso considerar la luz compuesta por cuantos de energía a los que llamó fotones, de esta manera, dotaba a la luz de propiedades materiales sin contrariar su naturaleza ondulatoria. Como es sabido, esto significó una revolución en la física ya que por primera vez dos comportamientos considerados hasta entonces completamente separados permitían explicar todos los fenómenos (aunque no simultáneamente) asociados a un mismo fenómeno: la luz. Basándose en el resultado anterior, el francés Luis de Broglie se preguntó si esta naturaleza dual sería una propiedad exclusiva de la luz o si por el contrario se podría extender a toda la naturaleza. Hasta la época en la que De Broglie era un estudiante (cerca de 1920) no se tenía conocimiento de que algún otro tipo de partículas distintas de los fotones presentara comportamiento de onda, a pesar de ello, en su tesis de doctorado publicada en 1924, De Broglie propuso que el concepto de onda y de partícula se debe extender a toda la materia y que debe existir una relación entre estos dos. Para hallar tal relación supuso que la relación para la energía dada para los fotones era la misma para cualquier otra partícula:

 **//E= h//** **//ν//** 

Y a partir de esta relación planteó una ecuación de onda que finalmente permitió hallar la longitud de esta la cual es igual a:

//**λ = h / p**//
 Donde //h// es la constante de Planck y //p// es la cantidad de movimiento de la partícula. Se puede observar que manera análoga a ecuación de la energía del fotón, en esta una cantidad propia de las ondas (longitud de onda) depende una cantidad propia de la materia (cantidad de movimiento). A esta longitud de onda hoy se le conoce como longitud de onda de De Broglie. Sin embargo, dado que la constante de Planck tiene un valor muy pequeño –de un orden de magnitud de 10-34 J ∙ s- si se calcula el valor de //λ////V// se obtiene una longitud de onda de De Broglie del orden de los Armstrong, lo que hace posible observar estos fenómenos típicamente ondulatorios en aberturas suficientemente pequeñas como lo son las distancias entre los planos de un átomo.

Hay que recordar que este resultado fue durante algunos años puramente teórico, sin embargo, el hecho de que en el caso de los electrones sea posible apreciar esta naturaleza ondulatoria experimentalmente, abrió el camino para buscar en los laboratorios comprobar la propuesta hecha por De Broglie, ya que si esto no se lograba, el resultado anterior sólo sería mera especulación. En 1919, Clinton Joseph Davisson y Lester Halbert Germer comenzaron una serie de experimentos sobre la reflexión de electrones al incidir sobre superficies monocristalinas que empezaron a mostrar –de manera accidental en palabras del mismo Davisson- resultados inquietantes. Así comenzó una investigación sobre la dispersión de los electrones en función del ángulo de incidencia cuyos resultados experimentales hicieron que en 1926, dos años después de la publicación de la tesis de De Broglie, los investigadores de los laboratorios Bell después de comparar sus resultados con otros logrados en otras partes del mundo concluyeran en que existe una relación entre estos y la naturaleza ondulatoria de los electrones.

Finalmente, en 1927 esta carrera experimental concluyó con 20 experiencias en las que se podía comprobar que las longitudes de onda calculadas a partir de la ecuación de Bragg coinciden con las longitudes de onda de De Broglie, es decir, se comprobaba la hipótesis de este. Estos trabajos hicieron merecedor del premio Nobel de física a Davisson el cual le fue entregado en 1937 en conjunto con G.P. Thomson.

Este último, George Paget Thomsom, también contribuyó a la comprobación de la hipótesis de la naturaleza ondulatoria de los electrones con la realización de experimentos en los que se hacía pasar un haz de electrones por una rejilla metálica. Estos experimentos permitieron obtener diagramas semejantes a los obtenidos en experimentos similares con rayos X, es decir, a partir de un haz de electrones se obtenía una fotografía de la dispersión una onda. Así, gracias a los experimentos de C.J. Joseph, L.H. Germer y G.P. Thomson se lograba comprobar para un haz de electrones los fenómenos de interferencia y de difracción, propios de las ondas, lo que respaldaba rotundamente el postulado que unos pocos años atrás formulara De Broglie de manera meramente teórica.

Esto significó que no sólo la luz tiene naturaleza dual sino que también otras partículas pequeñas en movimiento presentan esta dualidad, y tal vez toda la materia existente aunque en el caso macroscópico esto sea inobservable, un hecho que nuevamente revolucionó la física ya que abrió el camino a toda una serie de interrogantes sobre esta materia como la pregunta sobre la posición real de la partícula, lo que dio origen en primer lugar a los que se conocen como los principios de incertidumbre de Heisenberg y más tarde a una nueva disciplina de la física llamada mecánica cuántica ondulatoria.

El caso de De Broglie en una ilustración de cómo una “simple” hipótesis nacida únicamente del razonamiento logra anticiparse a la observación experimental de un fenómeno, y finalmente gracias al arduo trabajo en los laboratorios que logran mostrar como el modelo explica la realidad observada, se convierte en un nuevo paradigma de la ciencia. Y este paradigma sólo un eslabón más en la cadena del conocimiento alcanzado por la humanidad que con pasos como este se acerca un poco más al complejo mundo que lo rodea.  para una partícula macroscópica que se mueve a baja velocidad se obtiene un valor del orden de 10-4 Å, la cual es demasiado pequeña para lograr observar algún efecto como difracción o interferencia en un experimento realizable; pero si se aplica esta ecuación a un electrón por ejemplo impulsado por una diferencia de potencial  **BIBLIOGRAFÍA**

 GARCÍA, Joaquín Mauricio. //Introducción a la física moderna//. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia, 2003.  TIPLER, Paul Allen. //Física moderna.// Barcelona: Reverté, 1980. p. 181-189. 
 * IMÁGENES** <span style="font-size: 120%; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif">

1. Enciclopedia Británica ([|ir al sitio]) 2. Emilio Segré Visual Archives ([|ir al sitio]) 3. Pedor Gómez-Esteban. [|Cuántica sin fórmulas - La hipótesis de De Broglie]<span style="font-size: 120%; font-family: Arial,Helvetica,sans-serif">

<span style="color: rgb(70, 76, 236)">Archivos
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<span style="color: rgb(0, 5, 255)"> <span style="color: rgb(70, 76, 236)">Comentarios del profesor
 <span style="color: rgb(0, 0, 0)">Bien, pero enriquezca un poco su presentacion con alguna imagen de DeBroglie. Esto es una sugerencia informal puesto que aun Usted no me ha pedido que se lo revise. Para esto debe chequear la columna <span style="color: rgb(0, 44, 255)">**Revisar**