Fisica Una Manera De Pensar

ONDAS Y PARTICULAS

HECTOR MANUEL TAFUR VELASQUEZ

Cód. 171042

Universidad francisco de paula Santander Ocaña

Facultad de Ingeniería civil

Cuarto Semestre

2012

ONDAS Y PARTICULAS

HECTOR MANUEL TAFUR VELASQUEZ

Cód. 171042

Lic. Edgar Antonio Sánchez Ortiz

Universidad francisco de paula Santander Ocaña

Facultad de Ingeniería civil

Cuarto Semestre

2012

ONDAS DE MATERIA.

En 1924, Louis de Broglie propuso que, al igual que la radiación electromagnética lleva asociada un corpúsculo o partícula, el fotón, de forma que la propiedades ondulatorias, λ y ν, proporcionan la energía y el momento a través de E = hν, p = h/λ, toda partícula de energía E y momento P lleva asociado un movimiento ondulatorio de longitud fe onda λ = h/p. Así pues, los conceptos corpusculares (E y p) y los ondulatorios /λ, ν) se relacionan entre sí a través de la constante de Planck.

La cuestión es si estas ondas, ondas de materia, pueden ser detectadas experimentalmente. Para esto hay que tener en cuenta el hecho de que los dispositivos físicos diseñados para medir una longitud de onda dada deben tener unas distancias características del orden de las longitudes que se quieren medir. Por ejemplo, una red de difracción con 500 líneas por milímetro (distancia entre líneas de 2.000 nm, o 20.000 A) permiten determinar longitudes de onda en el espectro ˚ visible (entre 400 y 700 nm) con bastante precisión. Si aplicamos la relación de De Broglie a una partícula macroscópica de masa 1g y velocidad 10 m/s, su longitud de onda es del orden de 10−32m, más de 15 ´ordenes de magnitud más pequeña que el tamaño de las partículas más ligeras que se conocen). Es por esto por lo que si se quiere observar el carácter ondulatorio de la materia es necesario trabajar con partículas atómicas o subatómicas que, con su masa y momento tan pequeños, den lugar a una longitud de onda lo lucientemente grande como para ser medida experimentalmente. Por ejemplo, un electrón de E = 100eV (la energía cinética que adquiere cuando es acelerado con una diferencia de potencial de 100V) llevaría asociado una onda de materia de λ = 1,2A˚.

La medición de longitudes de onda de ese orden no se pudo llevar a cabo hasta 1912, ano en el que los trabajos de von Laue y, posteriormente, Bragg sobre redes cristalinas, permiten utilizar cristales, que son estructuras periódicas que se encuentran ya formadas, para estudiar la dispersión de un ente físico en su interacción con ellas.

Microscopio Electrónico.

El microscopio electrónico de transmisión fue el primer tipo de microscopio electrónico desarrollado. Fue desarrollado en Alemania por Max Knoll y Erns Ruska en 1931, este primer microscopio electrónico no daba imágenes superiores a las de la luz existente en aquel momento. Posteriormente James Hillier físico canadiense en 1937 hizo mejorías del microscopio electrónico que sustituyo la luz por electrones y las lentes por campos magnéticos. Podía ampliar las imágenes hasta 7000 veces. Se continúo perfeccionando hasta llegar aumentar unos dos millones de veces.

En 1981 surgió el microscopio de efecto túnel (MET), que surgió aplicando la mecánica cuántica, y logrando atrapar a los electrones que escapan en ese efecto túnel, para lograr una imagen ultra detallada de la estructura atómica de la materia con una espectacular resolución, en la que cada átomo se puede distinguir de otro, y que ha sido esencial para el avance -a su vez- de la microelectrónica moderna.

Fig. Microscopio MET

La emisión secundaria se utiliza en la construcción de la imagen en el MEB, el cual a diferencia de los MET, posee un haz móvil de electrones que “barre” o recorre el espécimen en áreas seleccionadas.

La microscopia electrónica de barrido, en sus diversas modalidades, surge en forma experimental entre los años 1930 y 1940, en Alemania.

En 1935, Knoll propone un instrumento bastante similar a los actuales, destinado a estudiar fenómenos de emisión secundaria. En 1938, Von Ardenne diseña un nuevo tipo de microscopio, con el objeto de estudiar muestras relativamente gruesas. Este instrumento operaba con lentes electrostáticas y barrido electromagnético, pero carecía de dispositivos de amplificación y pantalla

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