O comprimento de onda de Broglie de uma partícula, em homenagem ao físico Louis de Broglie, é o comprimento de onda associado ao momento da partícula. Expressa a natureza da matéria, como proposto por De Broglie em sua famosa hipótese.
Conceitos -chave: *
Dualidade da partícula de onda: A hipótese de De Broglie estendeu o conceito de dualidade de partículas de onda (já estabelecido para a luz) para ser importante. Ele propôs que toda a matéria exibisse propriedades semelhantes a ondas.
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Momentum: O momento de uma partícula é uma medida de sua massa e velocidade. É uma quantidade vetorial (com magnitude e direção).
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comprimento de onda: O comprimento de onda é a distância entre duas cristas ou calhas sucessivas de uma onda.
Fórmula: O comprimento de onda de Broglie (λ) de uma partícula é dado por:
`` `
λ =h / p
`` `
onde:
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λ é o comprimento de onda de Broglie
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h é constante de Planck (6,626 x 10⁻³⁴ j · s)
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p é o momento da partícula (massa * velocidade)
Significado: O comprimento de onda de Broglie nos ajuda a entender:
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comportamento de matéria: Ele explica por que partículas como elétrons podem exibir padrões de difração e interferência, assim como ondas.
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natureza quântica da matéria: Ele revela que o comportamento das partículas no nível atômico e subatômico não pode ser explicado apenas pela física clássica e requer mecânica quântica.
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Aplicações: O conceito de De Broglie tem aplicações significativas em campos como:
* Microscopia eletrônica: Usando a natureza de onda de elétrons para criar imagens de alta resolução.
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Computação quântica: Utilizando as propriedades das ondas das partículas para computação.
Exemplo: Considere um elétron com um momento de 1,0 x 10⁻²⁴ kg · m/s. Seu comprimento de onda de Broglie seria:
`` `
λ =(6,626 x 10⁻³⁴ j · s) / (1,0 x 10⁻²⁴ kg · m / s) =6,626 x 10⁻¹⁰ m
`` `
Esse comprimento de onda se enquadra na faixa de raios-X, indicando a natureza do tipo onda dos elétrons nesse momento.
Nota importante: O comprimento de onda de Broglie se torna significativo apenas em escalas muito pequenas (níveis atômicos e subatômicos). Para objetos macroscópicos, o comprimento de onda é extremamente pequeno e praticamente indetectável.
