Problema resuelto de Física: Dualidad onda-corpúsculo e incertidumbreSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2024 · Junio

Dualidad onda-corpúsculo. La luz, que se describía como onda (interferencia, difracción), se comporta como un chorro de partículas, los fotones, en fenómenos como el efecto fotoeléctrico. En 1924 De Broglie propuso que la materia también tiene esa doble naturaleza: toda partícula en movimiento lleva asociada una onda. Según el experimento, se manifiesta el carácter corpuscular o el ondulatorio, nunca los dos a la vez. La hipótesis se confirmó con la difracción de electrones (Davisson y Germer).

Longitud de onda de De Broglie. Para una partícula de cantidad de movimiento $p = mv$:$$\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}$$Masa de una espora. Un millón de esporas pesan $1{,}0\,\text{g} = 1{,}0\cdot10^{-3}\,\text{kg}$:$$m = \frac{1{,}0\cdot 10^{-3}\,\text{kg}}{10^{6}} = 1{,}0\cdot 10^{-9}\,\text{kg}$$Longitud de onda.$$\lambda = \frac{6{,}6\cdot10^{-34}}{1{,}0\cdot10^{-9}\cdot 20} = \frac{6{,}6\cdot10^{-34}}{2{,}0\cdot10^{-8}} = 3{,}3\cdot 10^{-26}\,\text{m}$$Interpretación. Es muchísimo menor que el tamaño de un núcleo atómico ($\sim10^{-15}\,\text{m}$): no hay ninguna rendija ni obstáculo con el que se pueda observar su difracción. Por eso los objetos macroscópicos (incluso una espora) no muestran comportamiento ondulatorio apreciable.