LA NATURA DUALISTICA DELL´ELETTRONE

De Broglie

La luce, come tutte le radiazioni elettromagnetiche, è formata da tante piccolissime particelle chiamati fotoni.
I fotoni sono particelle prive di massa (m = 0) e si muovono ad altissima velocità. La loro velocità è di circa 300.000 Km/sec, con movimento ondulatorio.




fig.1 I fotoni si muovono con movimento ondulatorio ad altissima velocità. La loro velocità è di circa 300.000 Km/sec.



Efotone = h · ν

dove:

h = costante di Planck
ν = (ni) frequenza indica il numero di onde nell'unità di tempo.


La velocità  delle radiazioni elettromagnetiche sarà  quindi:


c = lunghezza d'onda · frequenza = 300.000 Km/sec
c = λ · ν = 300.000 Km/sec.

De Broglie aveva constatato che l'elettrone si comporta, come abbiamo visto con le radiazioni elettromagnetiche sia da particella che da onda, questa teoria prende il nome di "Teoria dualistica dell'elettrone".
Secondo De Broglie, come le radiazioni elettromagnetiche hanno una doppia natura, ondulatoria e corpuscolare, così gli elettroni hanno a loro volta una doppia natura, corpuscolare e ondulatoria.
All'elettrone, come a tutti i corpi in movimento, può essere associata una lunghezza d'onda, la quale dipende dalla velocità  del sistema preso in considerazione (elettroni, auto, pallone...).




dove:

λ

=

(lunghezza d'onda)

h

=

costante di Planck

m

=

massa dell'elettrone

v

=

velocità dell'elettrone


Supponiamo di voler calcolare la lunghezza d'onda di un elettrone che si muove ad una velocità di 6.0·106 m/sec e che abbia una massa pari a 9.1·10-31Kg e confrontarla con la lunghezza d'onda associata a un pallone che abbia una massa pari a 0.450 Kg che si muove a una velocità pari a 28 m/sec. Le loro rispettive lunghezze d'onda sono:



riassumendo avremo:


  FOTONI (visibile) ELETTRONE PALLONE
Massa 0 kg 9.1·10-31 Kg 0.450 Kg
Velocità 3.0·108 m/s 6.0·106 m/s 28.0 m/s
λ (lunghezza d'onda) 4000÷6500 Å 1,21 Å 5.26·10-25 Å




L'elettrone non si muove in un orbita circolare, come aveva postulato Bohr, ma si muove intorno al nucleo con movimento ondulatorio e con una ben determinata lunghezza d'onda (λ).
Dove λ è la lunghezzad'onda associata all'elettrone .

Per quanto riguarda oggetti macroscopici in movimento (auto, pollone ecc.), la luce non modifica la velocità  e la posizione di tali sistemi perché la loro lunghezza d'onda è piccolissima rispetto alla lunghezza d'nda dei fotoni (vedi tabella); ma per quanto riguarda gli elettroni la luce interferisce con essi modificando continuamente sia la velocità  che la posizione (la luce sposta gli elettroni dalla loro posizione originaria ), questo principio prende il nome di: "principio di indeterminazione di Heisenberg".