1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Oswaldo Ivan Homez Lopez G1E13OswaldoFundamentos de Física Moderna PROPIEDADES ONDULATORIAS DE LA MATERIA -Ondas de Materia- UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Oswaldo Ivan Homez Lopez G1E13Oswaldo

2 PROPIEDADES ONDULATORIAS DE LA MATERIAPostulado de Louis De De broglie Ondas de Materia Experimento de Davisson-Germer (aquí puede incluir material de la Tarea No 7) Principio de Incertidumbre de Heisenberg

3 Postulado de Louis De De broglieNo solo la energía tenia doble naturaleza sino también toda la materia conocida. De Broglie sostuvo que el movimiento de una partícula era gobernado por unas ondas guías, debido a las cuales las partículas podían presentar naturaleza ondulatoria o corpuscular, la cual podía ser apreciado dependiendo del experimento que se usaba.

4 Postulado de Louis De De broglie 1.-Luz como una Onda: esta es usada en la fisica clasica, sobre todo en óptica, donde los lentes y los espectros visibles requieres de su estudio a travez de las propiedades de las ondas. 2.- Luz como Partícula: Usada sobre todo en física cuántica, segun los estudios de Planck sobre la radiacion del cuerpo negro, la materia absorbe energia electromagnética y luego la libera en forma de pequeños paquetes llamados fotones, estos cuantos de luz,tienen de igual manera una frecuencia, pero gracias a éstos, se pueden estudiar las propiedades del átomo.

5 Postulado de Louis De De broglie1. Si se conoce la posición de la partícula material x, no se conoce su momento P:l=h/P ó P=h/l (l=?). 2. Si se conoce el momento P del electrón, se le asocia una longitud de onda l=h/p, pero no se sabe en donde está (x=?). 3. A medida que se va determinando con mayor exactitud la posición x de la partícula material, se va perdiendo exactitud en el conocimiento de P y viceversa

6 Ondas de Materia En 1924, Louis de Broglie propuso que, al igual que la radiaci´on electromagn´etica lleva asociada un corp´usculo o part´ıcula, el fot´on, de forma que la propiedades ondulatorias, λ y ν, proporcionan la ener´ıa y el momento a trav´es de E = hν, p = h/λ, toda part´ıcula de energ´ıa E y momento P lleva asociado un movimiento ondulatorio de longitud fe onda λ = h/p. As´ı pues, los conceptos corpusculares (E y p) y los ondulatorios /λ, ν) se relacionan entre s´ı a trav´es de la constante de Planck.

7 Ondas de Materia Difraccion de electrones

8 Ondas de Materia Para rayos x o electrones, tienen el mismo λ: CRISTALDOS RENDIJAS

9 Experimento de Davisson-GermerEste experimento, llevado a cabo en 192 con electrones de 54 eV, a los que les corresponder´ıa una λ =, los cuales se hicieron incidir sobre un cristal de cutya distancia entre planos es de d = ˚A.

10 Experimento de Davisson-GermerSe muestra el esquema del dispositivo experimental utilizado y los resultados obtenidos, por tanto, no solo la radiación esta dotada de una doble naturaleza sino que también las partículas presentan la dualidad onda – corpúsculo. Se pueden comportar como partículas, o como ondas.

11 Experimento de Davisson-GermerEn el experimento se pone en manifiesto la naturaleza ondulatoria de las particulas al observar el fenomeno de la difraccion con electrones. Haciendo incidir un haz de electrones, todos de la misma energia, sobre una red cristalina de niquel, obteniendo un patron de difraccion similar al que se observa con la radiacion electromagnetica.

12 Experimento de Davisson-Germerhttps://www.youtube.com/watch?v=Ho7K27B_Uu8

13 Principio de Incertidumbre de HeisenbergEs imposible medir simultáneamente, y con precisión absoluta, el valor de la posición y la cantidad de movimiento de una partícula. Esto significa, que la precisión con que se pueden medir las cosas es limitada, y el límite viene fijado por la constante de Planck. h: constante de Planck (h=6,626 · 10-34 J · s)

14 Principio de Incertidumbre de HeisenbergSi es posible fijar la posición de la partícula con total precisión será imposible conocer su velocidad. Si por el contrario se conoce su velocidad, no se sabrá a ciencia cierta en qué punto se halla. Esto tiene un curioso colorario, que no se observa en el mundo macroscópico: la acción del observador altera el sistema observado. El principio de incertidumbre tiene además consecuencias curiosas, tales como el efecto túnel, y es también la causa de que se hallan desarrollado conceptos tales como los orbitales atómicos.

15 Principio de Incertidumbre de HeisenbergEl principio de incertidumbre nos dice que hay un límite en la precisión con el cual podemos determinar al mismo tiempo la posición y el momento de una partícula.

16 Principio de Incertidumbre de Heisenberghttps://www.youtube.com/watch?v=qe4QdQ_U4jI