Definir: (a) dualidade onda partícula; (b) comprimento de onda de de Broglie;
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me pediu para definir dois conceitos da física quântica: (a) dualidade onda-partícula e (b) comprimento de onda de de Broglie. Isso se relaciona com como partículas como elétrons e fótons podem se comportar tanto como partículas quanto como ondas. Para isso, vamos precisar entender um pouco da teoria quântica e umas fórmulas básicas.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a dualidade onda-partícula. Esse conceito nos diz que tudo no universo, como luz e matéria, pode se comportar tanto como partículas discretas quanto como ondas contínuas. Por exemplo, a luz pode agir como partículas chamadas fótons (como na fotoelectricidade) e também como ondas que podem interferir e difratar. Isso foi uma ideia revolucionária porque, antes disso, acreditava-se que luz era apenas onda ou apenas partícula, mas não ambas ao mesmo tempo.
Passo 3
Agora, vamos para o comprimento de onda de de Broglie. Louis de Broglie propôs que não só a luz, mas também as partículas de matéria (como elétrons) têm propriedades ondulatórias. O comprimento de onda associado a uma partícula é dado pela fórmula:
Aqui,
é o comprimento de onda,
é a constante de Planck (aproximadamente
) e
é o momento da partícula. O momento
é calculado como o produto da massa
da partícula pela sua velocidade
:
. Essa fórmula mostra que partículas com maior momento têm comprimentos de onda menores, o que ajuda a explicar comportamentos ondulatórios em partículas como elétrons.
Resposta
(a) Dualidade onda-partícula é o conceito da física quântica que afirma que toda matéria e radiação exibem propriedades tanto de partículas quanto de ondas. Isso significa que, dependendo do experimento, podemos observar comportamentos típicos de partículas (como fótons) ou de ondas (como interferência e difração).
(b) Comprimento de onda de de Broglie é a medida da natureza ondulatória de uma partícula de matéria, calculada pela fórmula
, onde
é o comprimento de onda,
é a constante de Planck e
é o momento da partícula. Isso mostra que partículas com maior momento têm comprimentos de onda menores, ligando propriedades ondulatórias e corpusculares da matéria.
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