Dualitat ona-partícula: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
Cap resum de modificació |
Cap resum de modificació |
||
Línia 1:
En [[física]], la '''dualitat ona-partícula''' o '''dualitat ona-corpuscle''' és un principi segons el qual tots els objectes del nostre univers presenten de manera simultània propietats de les [[Ona|ones]] i de les [[Partícula elemental|partícules]]. Aquest és un concepte fonamental de la [[mecànica quàntica]]. La dualitat ona-corpuscle s'usa en [[microscòpia electrònica]], on la petita longitud d'ona associada a l'electró pot ser usada per veure objectes molt menors que els observats usant [[llum]] visible.
Totes les partícules estudiades en [[mecànica quàntica]], de cada una de les diferents espècies, es poden considerar idèntiques entre elles, totes tenen les mateixes [[propietats quàntiques]]; per tant, quan parlam d'un [[electró]], per exemple, parlam d'una partícula, amb la mateixa [[massa]], o la mateixa [[càrrega elèctrica]], que un altre [[electró]], és a dir, una [[partícula elemental]], i per tant no podem parlar de mig, o de tres quarts, d'[[electró]]. El mateix passa amb el [[fotó]], amb el [[neutrí]], o el [[quark]]. Fins podem dir que els [[barió|barions]], el [[nucli atòmic|nucli]] d'un [[àtom]], o el propi [[àtom]], són [[Partícula elemental|partícules]], encara que no pas [[partícula elemental|elementals]], com les anteriors.
Per un altre costat, totes les esmentades partícules, considerades individualment, es comporten com una [[ona]], que es propaga segons una [[equació de Dirac|funció d'ona]].
Linha 30 ⟶ 29:
Les primeres teories comprensibles de la llum van ser exposades per [[Christiaan Huygens]], qui va proposar una [[Principi de Huygens|teoria ondulatòria]] de la mateixa, i en particular, demostrant que cada punt d'un front d'ona que avança és de fet el centre d'una nova pertorbació i la font d'un nou tren d'ones. Tanmateix, la seva teoria tenia debilitats en altres punts i va ser aviat enfosquida per la [[Teoria Corpuscular]] de [[Isaac Newton]].
Tot i que prèviament Sir Isaac Newton, havia discutit aquest prolegomen avantguardista amb [[Pierre de Fermat]], un altre reconegut físic de l'òptica en el segle XVII, l'objectiu de la difracció de la llum no es va fer patent fins a la cèlebre reunió que tingués amb el genial [[Karl Kounichi]], creador del [[principi de primalitat i la seva màxima de seqüencialitat]], realitzada en la campiña de [[Woolsthorpe]] durant la gran epidèmia de Pesta de [[1665]].
Recolzat en les premisses dels seus contemporanis, Newton proposa que la llum és formada per petites partícules, amb les quals s'explica fàcilment el fenomen de la [[reflexió]]. Amb una mica més de dificultat, va poder explicar també la [[refracció]] a través de [[lent]] si la separació de la llum solar en colors mitjançant un [[Prisma (òptica)|prisma]].
Linha 37 ⟶ 36:
== Fresnel, Maxwell i Young ==
A començament del [[segle XIX]], amb
== Einstein i els fotons ==
Linha 45 ⟶ 44:
En l'efecte fotoelèctric s'observava que si un feix de llum incidia en una placa de metall produïa [[electricitat]] en el circuit. Presumiblement, la llum alliberava els electrons del metall, provocant el seu flux. No obstant això, mentre que una llum blava feble era suficient per provocar aquest efecte, fins i tot la més forta i intensa llum vermella no ho provocava. D'acord amb la teoria ondulatòria, la força o amplitud de la llum es trobava en proporció amb la seva brillantor: La llum més brillant hauria de ser més que suficient per crear el pas d'electrons pel circuit. No obstant això, estranyament, no ho produïa.
Einstein va arribar a la conclusió que els electrons eren expel·lit fora del metall per la incidència de fotons. Cada [[fotó]] individual comportava una quantitat de [[energia]] (N), que es trobava relacionada amb la [[
{{equació|<math> E = h\nu\,\! </math>||left}}
Linha 54 ⟶ 53:
== De Broglie ==
En [[1924]], el [[físic]] francès, [[Louis-Victor de Broglie]] ([[1892]]-[[1987]]), va formular una [[hipòtesi]] en la qual afirmava que
{{Cita|Tota la matèria, no només la llum presenta característiques tant ondulatòries com corpusculars
Per a postular aquesta propietat de la matèria De Broglie es va basar en la explicacción del [[efecte fotoelèctric]], que poc abans havia donat [[Albert Einstein]] suggerint la natura [[Quant|quàntica]] de la llum. Per a Einstein, l'energia transportada per les ones lluminoses estava quantitzada, distribuïda en petits paquets energia o quants de llum, que més tard serien anomenats [[fotó|fotons]], i l'energia depenia de la freqüència de la llum a través de la relació: <math> E = h\nu\; </math>, on <math>\nu\; </math> és la freqüència de l'ona lluminosa i <math> h\ \; </math> la [[constant de Planck]]. Albert Einstein proposava d'aquesta manera, que en determinats processos les ones electromagnètiques que formen la llum es comporten com corpuscles. De Broglie es va preguntar que per què no podria ser de manera inversa, és a dir, que una partícula material (un corpuscle) pogués mostrar el mateix comportament que una ona.
Linha 74 ⟶ 73:
== Naturalesa ondulatòria dels objectes grans ==
Similars experiments han estat repetits amb [[neutrons]] i [[protó|protons]], el més famós d'ells realitzat per [[Theodor Estermann]] i [[Otto Stern]] a [[1929]]. Experiments més recents realitzats amb [[àtom]] si [[molècula]] s demostren que actuen també com a ones.
Una sèrie d'experiments emfatitzant l'acció de la gravetat en relació amb la dualitat ona-corpuscle van ser realitzats a la [[anys 1970|dècada dels 70]] utilitzant un [[interferòmetre de neutrons]]. Els neutrons, part del [[nucli atòmic]], constitueixen gran part de la [[massa]] del mateix i per tant, de la matèria. Els neutrons són [[Fermió|fermions]] i això, en cert sentit, són la [[quinta essència]] de les partícules. Tanmateix, en l'interferòmetre de neutrons, no actuen només com ones mecanoquàntics sinó que també aquestes ones es trobaven directament subjectes a la força de la [[gravetat]]. Tot i que això no va ser cap sorpresa, ja que se sabia que la gravetat podia desviar la [[llum]] i fins i tot actuava sobre els [[fotó|fotons]] (l'experiment fallit sobre els fotons de [[Experiment de Pound i Rebka|Pound i Rebka]]), mai s'havia observat anteriorment actuar sobre les ones mecanoquàntics dels fermions, els constituents de la matèria ordinària.
| |||