¿La luz es sólida, líquida o gaseosa?
Cita subsidiaria:
Dualidad onda-partícula
La dualidad onda-partícula significa que toda la materia tiene las características tanto de ondas como de partículas. La dualidad onda-partícula es un concepto importante en la mecánica cuántica.
En la mecánica clásica, los objetos de investigación siempre están claramente divididos en dos categorías: ondas y partículas. Un ejemplo típico de lo primero es la luz, mientras que lo segundo constituye lo que solemos llamar "materia". En 1905, Einstein propuso una explicación cuántica de la luz del efecto fotoeléctrico y la gente empezó a darse cuenta de que las ondas de luz tienen propiedades duales tanto de ondas como de partículas. En 1924, de Broglie propuso la hipótesis de la "materia onda", argumentando que toda la materia, como la luz, tiene dualidad onda-partícula. Según esta hipótesis, los electrones también sufrirán fluctuaciones como interferencias y difracción, lo que fue confirmado por experimentos posteriores de difracción de electrones.
La relación matemática entre "onda" y "partícula"
La naturaleza partícula de la materia se caracteriza por la energía e y el momento p, y las características de las ondas están representadas por la frecuencia ν y longitud de onda λ Ellos Está relacionado por la constante h de Planck.
Historia
A finales del siglo XIX, la teoría atómica, cada vez más madura, se fue popularizando. Según la teoría atómica, toda la materia está formada por partículas diminutas: los átomos. Por ejemplo, los experimentos de rayos catódicos de Thompson demostraron que la electricidad, que inicialmente se pensaba que era un fluido, estaba formada por partículas llamadas electrones. Por tanto, se cree que la mayor parte de la materia está compuesta de partículas. Al mismo tiempo, se considera que las ondas son otra forma de existencia de la materia. Se estudia en profundidad la teoría de las ondas, incluidas la interferencia y la difracción. Debido a las propiedades de la luz en el experimento de interferencia de doble rendija de Thomas Young y la difracción de Fraunhofer, es obvio que se trata de una fluctuación.
Sin embargo, a principios del siglo XX, esta visión enfrentó algunos desafíos. El efecto fotoeléctrico, estudiado por Albert Einstein en 1905, demostró el lado partícula de la luz. Posteriormente, se predijo y confirmó la difracción de electrones. Esto muestra el lado ondulado de los electrones, que originalmente se pensaban como partículas.