Física · Glosario

¿Qué es Longitud de onda de De Broglie?

También llamado: onda de materia

Definición 34.15 Física de secundaria · Capítulo 34 — El mundo cuántico: fotones y niveles de energía

Toda partícula de cantidad de movimiento p=mvp = mv viaja como una onda de materia de longitud de onda de De Broglie

λ=hp=hmv.\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}.

Ejemplos

Ejemplo 34.16 (Por qué tú nunca difractas)

Un electrón acelerado con 100V100\,\mathrm{V} tiene Ek=1.60×1017JE_k = 1.60 \times 10^{-17}\,\mathrm{J} y p=2meEk=5.4×1024kgm/sp = \sqrt{2m_e E_k} = 5.4 \times 10^{-24}\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}, luego λ0.12nm\lambda \approx 0.12\,\mathrm{nm} — la separación de los átomos en un cristal, que por eso actúa como su doble rendija. Una pelota de tenis de 58g58\,\mathrm{g} a 25m/s25\,\mathrm{m}/\mathrm{s}: λ=6.63×1034/1.454.6×1034m\lambda = 6.63\times10^{-34}/1.45 \approx 4.6 \times 10^{-34}\,\mathrm{m}, unas 101910^{19} veces menor que un núcleo — ninguna rendija la mostrará jamás formando franjas. hh es tan pequeña que la granularidad cuántica solo asoma a la escala del átomo.

Ejemplo 34.17 (El microscopio electrónico)

La difracción prohíbe resolver detalles mucho más pequeños que la longitud de onda empleada (Capítulo 22): la luz visible se detiene cerca de 0.5µm0.5\,\text{µ}\mathrm{m}. Los electrones a 10kV10\,\mathrm{kV} tienen λ12pm\lambda \approx 12\,\mathrm{pm} — decenas de miles de veces más corta: los microscopios electrónicos fotografían virus, la maquinaria celular e incluso átomos sueltos. La onda de materia le regaló a la física un ojo nuevo.

Leer en el capítulo →