Física moderna
Longitud de onda de de Broglie del electrón
Sube K: λ = h/p se reduce a medida que crece la cantidad de movimiento.
Longitud de onda de de Broglie del electrón — simulación interactiva de Física moderna. Sube K: λ = h/p se reduce a medida que crece la cantidad de movimiento. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Longitud de onda de de Broglie
Sube K: λ = h/p disminuye al crecer el momento.
De Broglie propuso ondas de materia con longitud de onda λ = h/p. Los electrones adquieren una longitud de onda más corta al aumentar el momento, uniendo las descripciones de partícula y onda. Esta relación es la base de los microscopios electrónicos y la difracción cristalina, donde las rendijas deben ser comparables a λ.
- Longitud de onda de de Broglie λ = h/p
- Longitud de onda λ ∝ 1/√K
Resumen de la investigación
Planifica la pregunta antes de abrir el laboratorio
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta guía
Louis de Broglie propuso que las partículas como los electrones también tienen una longitud de onda, no solo la luz. ¿Un electrón más rápido (de mayor energía cinética) tiene una longitud de onda de De Broglie más larga o más corta?
Predicciones a evaluar
- Longitud de onda más larga para electrones más rápidos.
- La longitud de onda no depende de la energía cinética.
- Más corto: una mayor energía cinética significa un mayor momento, y la longitud de onda es inversamente proporcional al momento.
Roles de las variables
Lo que configuraste:
- Energía cinética K (eV)
Lo que mides:
- Longitud de onda de De Broglie λ (pm)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste electron-de-broglie y presione Restablecer.
- Habilite la lectura de longitud de onda de De Broglie.
- Establezca la energía cinética del electrón para cada prueba y registre su longitud de onda de De Broglie.
Ecuación rectora
Longitud de onda de De Broglie — λ = h/p
Cada partícula con momento p tiene una longitud de onda asociada λ = h/p. Para una partícula no relativista con energía cinética K, esto se convierte en λ = h/√(2mK), una extensión directa de la dualidad onda-partícula de la luz a la materia.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule λ = h/√(2m_eK) usando h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg (convirtiendo K de eV a julios). Compare con la tabla.
- Explique, usando λ = h/p y p = √(2m_eK), por qué una mayor energía cinética (y por lo tanto un mayor momento) produce una longitud de onda MÁS CORTA, la relación opuesta a la E = hc/λ de un fotón.
Dónde aparece esto más allá del laboratorio
- Los microscopios electrónicos explotan la diminuta longitud de onda de De Broglie de un electrón (mucho más corta que la luz visible) para resolver detalles mucho más pequeños de lo que jamás podría resolver un microscopio óptico. Explique por qué el uso de electrones de mayor energía (longitud de onda más corta) generalmente mejora la resolución de un microscopio electrónico.
- Una pelota de béisbol lanzada también tiene una longitud de onda de De Broglie, pero demasiado pequeña para notarla. Utilizando λ = h/p con el momento típico de una pelota de béisbol, explique por qué los efectos de materia-onda solo son observables para partículas extremadamente ligeras como los electrones.
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Bienvenido al electrón de de Broglie
- Selecciona el electrón
- Pulsa Reproducir
- Longitud de onda a partir del momento
- Abre el panel de propiedades
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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