Proprietà ondulatorie della materia: dualismo onda-particella Nel 1924 De Broglie postulò che ogni particella in movimento avesse anche proprietà ondulatorie e propose di considerare l’elettrone, ruotante attorno al nucleo, come un’onda stazionaria Per il fotone abbiamo che: pν = mc = h λ quindi: h λ = mc Queste relazione erano ritenute valide solo per i fotoni, De Broglie propose di estenderle a qualsiasi particella di massa m in movimento con velocità v: h λ= mv Equazione di De Broglie Ipotesi di De Broglie Circonferenza 2° postulato di Bohr 2π r = n λ Applichiamo la relazione di De Broglie al moto dell’elettrone attorno al nucleo; affinchè l’elettrone possa rimanere in uno stato stazionario deve descrivere un’onda stazionaria e quindi la circonferenza dell’orbita deve essere un numero intero di lunghezze d’onda: n λ = 2π r quindi dato che: h λ= mv possiamo scrivere: h 2π r = mv n rielaborando questa uguaglianza otteniamo: h mvr = n 2π 1° Postulato di Bohr Diffrazione di un fascio di raggi luminosi attraverso un piccolo foro (a,b). Diffrazione di un fascio di raggi X (c,d) e di un fascio di elettroni (c,e) al passaggio attraverso una sottile foglia di argento policristallino Dualismo onda particella Radiazione elettromagnetica (luce) Fascio di fotoni Foglio metallico policristallino o cristallo Fascio di elettroni Elettroni 1927, Davisson, Germer e Thomson Principio di indeterminazione di Heisenberg (Nobel 1932) È impossibile determinare con precisione contemporaneamente la posizione e la velocità di una particella di massa molto piccola fotone microscopio microscopio fotone elettrone elettrone Principio di indeterminazione di Heisenberg ∆x · ∆(m · vx) ≅ h ∆y · ∆(m · vy) ≅ h ∆z · ∆(m · vz) ≅ h h: costante di Planck h = 6,62 10-34 J . s (6,62 10-27 erg . s) Principio di indeterminazione di Heisenberg Sfera di massa m = 10-5 g ∆ ⋅∆ ≅ ∆ = − = ⋅ − ⋅ − ∆ = = − ⋅ − ⋅ ⋅ − − ⋅ Incertezza trascurabile Elettrone m = 10-27 g ∆ ⋅∆ ≅ ∆ = − = ⋅ − ⋅ − ∆ = ⋅ = ⋅ ⋅ − − vx indeterminata