Teoría cuántica y dualidad onda-corpúsculo

Hipótesis de Planck

E = n × h × f Un fotón E = h × c / longitud de onda

Efecto fotoeléctrico

Teoría de los cuantos de Planck, inventada por Einstein:

• La luz incidente se considera un conjunto de partículas (fotones) sin masa y sin carga, que transportan energía conforme a: E = h × v = h × c / longitud de onda
• El término Ecmax es la energía cinética máxima de los electrones emitidos que se pueden medir determinando el potencial retardador, Vr, de dichos electrones. Ecmax = e × Vr
• El término hvo es la energía mínima necesaria para extraer al electrón de la superficie metálica. Este término, denominado trabajo de extracción, Wext, depende del tipo de metal completado y se puede expresar como Wext = h × vo = h × c / longitud de onda 0

Fórmula de Einstein: Una parte de la energía de los fotones incidentes se emplea en extraer electrones de la superficie del metal, y la energía sobrante aparece como energía cinética de los electrones

hν = Wext + Ecmax

Dualidad onda-corpúsculo

Ondas de De Broglie

De Broglie llegó a pensar que un ente típicamente corpuscular como cualquier partícula material presentarse también propiedades ondulatorias y estableció relaciones entre magnitudes corpusculares y magnitudes propias de las ondas. Una partícula de masa m y velocidad v tiene una onda asociada de longitud de onda

longitud de onda = h / m × v

La longitud de onda de De Broglie es inversamente proporcional al momento lineal de las partículas (que dependen también de su masa y velocidad).

Estas ondas no son ondas electromagnéticas ni ondas mecánicas. Se las denominó ondas de materia y su naturaleza quedó establecida con la interpretación probabilística de la mecánica cuántica.

Relaciones de incertidumbre

Principio de indeterminación: al efectuar la medida de la posición (x) y del momento lineal (p) de una partícula, el producto de las incertidumbres de estas medidas es del orden de la constante de Planck.

Δx × Δp >= h / 2π

Formulación de Einstein: al efectuar la medida simultánea de la energía de un sistema (E) y del tiempo t que se tarda en realizar la medida, el producto de las incertidumbres de estas medidas es del orden de la constante de Planck.

ΔE × ΔT >= h / 2π