Mecánica III. Mecánica Ondulatoria. FÍS.

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Física

Hacia finales del s. XIX la Física clásica constituía una doctrina firmemente establecida, en la que se podían distinguir dos partes: por un lado, la teoría corpuscular de la materia describía todos los fenómenos conocidos del macrocosmos y su capacidad para la descripción de los movimientos de las moléculas (v.) que forman los cuerpos fue puesta de manifiesto mediante los métodos de la M. estadística (v. II); por otro lado, la teoría undulatoria de la luz (v.) había desterrado totalmente la imagen corpuscular de la misma, desde el momento en que la imagen ondulatoria podía explicar todos los fenómenos ópticos (difracción, interferencias, etc.) incluyendo los de la óptica geométrica. En cuanto a la teoría del electromagnetismo (v.), los trabajos de 1. C. Maxwell (v.) lograron establecer su conexión con la óptica, quedando ambas englobadas en una sola teoría

Uno de los pocos puntos oscuros que no quedaban explicados con las doctrinas mencionadas, era la distribución de frecuencias en la radiación (v.) emitida por un cuerpo negro. El acuerdo entre la teoría y el experimento fue logrado por M. Planck (v.) al apuntar el s. xx con una hipótesis totalmente extraña a la Física clásica. Planck supuso que la radiación que la doctrina clásica consideraba de carácter ondulatorio estaba compuesta de cuantos (v.) de energía o fotones (v.), cuya energía es proporcional a la frecuencia v de la onda (v.),E=hv,siendo h la constante de Planck(h=6,625 x 10-Z7 erg - seg), con lo cual venía a restablecer el carácter corpuscular de la luz, que fue confirmado por el éxito de la aplicación de la hipótesis de Planck al estudio del efecto fotoeléctrico y al del átomo de hidrógeno. Sin embargo, el carácter ondulatorio de la luz era esencial en la explicación de muchos otros fenómenos, llegándose así a la conclusión de que la radiación presentaba un carácter dual, comportándose en algunas experiencias como onda y en otras como corpúsculo

La hipótesis de Planck de que los fotones tienen energía hv implica que tienen un momento lineal (v. DINÁMICA) asociado que valep=hla

En 1923, L. de Broglie (cfr. o. c. en bibl.) intentando establecer una teoría unitaria que englobara la materia y la radiación, supuso que, de la misma manera que las ondas electromagnéticas de longitud de onda Á presentan un aspecto corpuscular caracterizado por un momento p=h1Á, cualquier otra partícula de momento p presenta un carácter dual de tipo ondulatorio, caracterizado por una longitud de onda x=h1p

Mediante esta hipótesis logró deducir las reglas de cuantificación de Bohr-Sommerfeld. La suposición de De Broglie fue confirmada años más tarde, cuando se logró producir experimentalmente fenómenos de interferencia mediante haces de electrones. La razón por la que usualmente los cuerpos macroscópicos no presentan características ondulatorias es que el cociente h1 p es pequeñísimo, y entonces, al ser la longitud de onda muy pequeña, el comportamiento ondulatorio se confunde con las características corpusculares

Schródinger, partiendo de esta hipótesis, desarrolló (cfr. o. c. en bibl.) la M. ondulatoria, encontrando la ecuación que rige la propagación de estas ondas asociadas a las partículas (llamadas comúnmente ondas de materia), conocida como ecuación de Schródinger, y que constituye el elemento esencial de la M. ondulatoria. La formulación de la M. ondulatoria es completamente equivalente a la M. de matrices de Heisenberg (v.) y modernamente ambas teorías están englobadas en el nombre más general de M. cuántica

R. PASCUAL DE SANS

BIBL.: L. DE BROGLIE, "Nature", 112 (1923) 540; íD, Recherches sur la théorie des quanta, París 1924 (tesis doctoral); E. SCAR6DINGER, "Annalen der Physik", 79 (1925) 4