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Mecánica cuántica
Teoría
2019 · Ordinaria · Reserva
4B-a
Examen
a) Enuncie el principio de dualidad onda-corpúsculo y explique por qué no se considera dicha dualidad al estudiar los fenómenos macroscópicos.
dualidad onda-corpúsculohipótesis de De Brogliefísica clásica vs cuántica
a) El principio de dualidad onda-corpúsculo establece que todas las partículas de materia y todas las "partículas" de luz (fotones) poseen tanto propiedades de onda como propiedades de corpúsculo (partícula).

Esto significa que la luz, que tradicionalmente se describía como una onda electromagnética, también exhibe características de partículas (fotones). A su vez, las partículas de materia, como electrones, protones o incluso objetos más grandes, muestran un comportamiento ondulatorio bajo ciertas circunstancias.La dualidad onda-corpúsculo no se considera al estudiar los fenómenos macroscópicos debido a la magnitud de la longitud de onda asociada a los objetos macroscópicos. La longitud de onda de De Broglie para cualquier partícula en movimiento viene dada por la expresión:

λ=hp=hmv\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}

donde λ\lambda es la longitud de onda de De Broglie, hh es la constante de Planck (h6.626×1034 Jsh \approx 6.626 \times 10^{-34} \text{ J} \cdot \text{s}), mm es la masa de la partícula y vv es su velocidad.Para objetos macroscópicos, la masa (mm) es muy grande. Aunque se muevan a velocidades considerables, el denominador mvmv (momento lineal) es extremadamente grande. Debido a que la constante de Planck (hh) es un número muy pequeño, el cociente h/(mv)h/(mv) resulta en una longitud de onda λ\lambda minúscula, del orden de 103010^{-30} metros o menos. Esta longitud de onda es tan insignificante que es imposible de detectar con los instrumentos de medida actuales y, por lo tanto, no se manifiestan los efectos ondulatoratorios.En contraste, para partículas subatómicas como el electrón, la masa es extremadamente pequeña. Por ejemplo, un electrón viajando a una velocidad apreciable puede tener una longitud de onda de De Broglie comparable a las dimensiones atómicas o interatómicas (ej. 1010\approx 10^{-10} m), lo que permite observar sus propiedades ondulatorias en fenómenos como la difracción de electrones.