Ondas de materia para niños
Louis-Victor de Broglie fue un físico francés que, en 1924, propuso una idea muy importante en la física. Su hipótesis decía que toda la materia, desde las partículas más pequeñas hasta los objetos grandes, puede comportarse de dos maneras: como una onda o como una partícula. La forma en que se comporta depende de cómo la observemos.
De Broglie se inspiró en el trabajo de Albert Einstein. Einstein había explicado el efecto fotoeléctrico, un fenómeno donde la luz, que normalmente se considera una onda, se comporta como si estuviera hecha de pequeños paquetes de energía. A estos paquetes se les llamó "cuantos de luz" y luego "fotones". Einstein mostró que la energía de estos fotones depende de la frecuencia de la luz.
Si la luz (una onda) podía actuar como partículas, De Broglie se preguntó si las partículas (como los electrones) no podrían también actuar como ondas.
Contenido
La Onda Asociada a la Materia
De Broglie desarrolló una fórmula para relacionar la longitud de onda de una partícula con su movimiento. La longitud de onda es la distancia entre dos crestas de una onda.
La Fórmula de De Broglie
La fórmula que propuso De Broglie es:
Aquí, 
(lambda) es la longitud de onda asociada a la partícula. La letra p representa la "cantidad de movimiento" de la partícula. La letra h es la constante de Planck, un número muy pequeño pero fundamental en la física cuántica.
Cantidad de Movimiento y Velocidad
En la física clásica, la cantidad de movimiento (p) de una partícula se calcula multiplicando su masa (m) por su velocidad (v):
Si sustituimos esto en la fórmula de De Broglie, obtenemos:
Esta fórmula nos dice que si un objeto se mueve más rápido, su longitud de onda asociada se hace más pequeña. También, si un objeto tiene mucha masa, su longitud de onda es extremadamente pequeña. Por eso, no notamos el comportamiento ondulatorio en objetos grandes como una pelota o un coche. Su masa es tan grande que su longitud de onda es casi cero.
¿Qué Pasa a Altas Velocidades?
Cuando una partícula se mueve a velocidades muy cercanas a la velocidad de la luz, la fórmula clásica de la cantidad de movimiento ya no es precisa. En esos casos, se usa una fórmula de la Relatividad Especial de Einstein:
Donde 
es un factor especial llamado factor de Lorentz, que tiene en cuenta los efectos de la velocidad en la masa y el tiempo. La m es la masa de la partícula.
Así, la fórmula de De Broglie para altas velocidades es:
Confirmación Experimental de la Hipótesis
La idea de De Broglie fue confirmada solo tres años después de que la propusiera. En 1927, dos grupos de científicos realizaron experimentos que demostraron que los electrones, que son partículas, realmente se comportan como ondas.
Experimentos Clave
- En la Universidad de Aberdeen, George Paget Thomson hizo pasar un haz de electrones a través de una lámina delgada de metal. Observó patrones de difracción, que son típicos de las ondas.
- En los Laboratorios Bell, Clinton Joseph Davisson y Lester Halbert Germer dirigieron un haz de electrones hacia un cristal. También vieron patrones de difracción, confirmando el comportamiento ondulatorio de los electrones.
Estos experimentos fueron muy importantes porque demostraron que la hipótesis de De Broglie era correcta.
Reconocimientos
Louis-Victor de Broglie recibió el Premio Nobel de Física en 1929 por su innovadora hipótesis. Años después, en 1937, George Paget Thomson y Clinton Joseph Davisson compartieron el Premio Nobel por sus experimentos que confirmaron la teoría de De Broglie.
Véase también
En inglés: Matter wave Facts for Kids
