Elétrons como Ondas
A explicação de Einstein para o efeito fotoelétrico, reconhecida com o Prêmio Nobel em 1921, trouxe grande avanço ao entendimento da natureza dual da luz. Esse fenômeno foi corroborado experimentalmente pelo efeito Compton e pelos resultados matemáticos baseados na hipótese quântica de Planck. Esses avanços permitiram cálculos precisos de constantes fundamentais, como o número de Avogadro, e abriram caminho para experimentos que validaram os valores obtidos teoricamente. O debate sobre a natureza da luz, como onda ou partícula, atingiu um ponto crucial nesse período.
A Contribuição de Louis de Broglie
Em 1924, o físico francês Louis de Broglie revolucionou a física ao sugerir que o dualismo onda-partícula, aplicado à radiação, também deveria ser válido para partículas. Ele propôs que fenômenos quânticos apresentavam uma simetria fundamental, e que elétrons poderiam manifestar comportamento ondulatório, assim como a luz apresenta características corpusculares.
De Broglie argumentou que o comportamento ondulatório dos elétrons poderia ser descrito matematicamente. Para o fóton, o momento linear já havia sido definido como:
p = h/λ
Onde:
- p: momento linear
- h: constante de Planck
- λ: comprimento de onda
Para partículas com massa, o momento linear é dado por:
p = m.v
Combinando essas expressões, de Broglie deduziu que o comprimento de onda de uma partícula, como um elétron de massa m e velocidade v, seria:
λ = h/(m.v)
Comprimento de Onda de de Broglie
Esse comprimento de onda, conhecido como comprimento de onda de de Broglie, tornou-se um conceito central na física quântica, permitindo a descrição de partículas materiais em termos de ondas. A ideia de de Broglie foi confirmada experimentalmente em 1927, quando elétrons mostraram padrões de difração semelhantes aos das ondas de luz ao serem espalhados por cristais. Esses resultados consolidaram o modelo quântico de partículas com propriedades dualistas.
