Biografía de Louis de Broglie

broglie

LOUIS DE BROGLIE (físico francés, 1892-1987)

Louis nació en la ciudad costera de Dieppe, en Francia. Aunque su apellido es italiano, la antigua y noble familia de Broglie se había trasladado a Francia en el siglo XVII.

 

Dieppe
Dieppe, Francia

Como correspondía a su noble cuna (Louis era, por título nobiliario, el 7º Duque de Broglie), cursó estudios de Diplomacia en la Universidad de La Sorbona, en París.

Sin embargo, al conocer lo que hacía en su laboratorio de Física su hermano Maurice, lo llevó a iniciar los estudios de Física Teórica en la Universidad, en donde obtuvo el doctorado en Física, en el año 1924.

La rapidez con la que alcanzó gran nivel y prestigio, se puede apreciar en el hecho de que, sólo cinco años más tarde, en 1924, la Academia Sueca de Ciencias le otorgó el Premio Nobel de Física.

Sorbona
Universidad de La Sorbona, en París


El gran descubrimiento de Broglie fue la dualidad onda - partícula. Su pregunta era "si las ondas pueden comportarse como partículas ¿es posible que las partículas se comporten como ondas?

Partiendo de las ecuaciones de Albert Einstein acerca de las partículas denominadas cuantos de luz, de Broglie las relacionó con la constante de Ernest Plank y el momento aplicado a las longitudes de onda.

Consiguió unir ambas teorías en una sola y única ecuación.

Onda Partícula

Decía que la dualidad onda-partícula era consecuencia de enfoques distintos a un mismo objeto, tal como se puede ver en la figura de la derecha.

O como aplicar un nombre en inglés y en francés a un mismo objeto.

Las partículas elementales son como son y no siempre se comportan como nosotros esperamos.

Ondas

En aquella época se pensaba que los electrones debían comportase como partículas típicas, excepto por el curioso modo de ubicarse en los distintos niveles de energía dentro del átomo.

Sin embargo, el hecho que sólo existieran determinadas órbitas definidas por números enteros, sugirió a de Broglie que los electrones poseían características ondulatoria y, por lo tanto tener propiedades ondulatorias, como interferencia y modos normales de vibraciones de partículas que transportan una onda.

Además, De Broglie pensaba que las ondas de luz están asociadas con partículas y sugirió que una partícula, tal como el fotón, estaba guiada en su trayectoria por la onda asociada a la que se encuentra ligada.

Atomo
Modelo del átomo según Niels Bohr

El resultado de sus trabajos fue una descripción matemática completa del comportamiento de la luz, que incorporaba los resultados tanto de experimentos ondulatorios como corpusculares.

Ya conocía la longitud correcta de las ondas de los electrones a partir de los estudios de  Einstein respecto a el fenómeno fotoeléctrico.

La longitud de onda está relacionada con la frecuencia, y la frecuencia (según las ecuaciones de Einstein) podía relacionársela con el momento; de allí que de Broglie combinara en una ecuación el momento y la longitud de onda mediante una relación inversa donde la constante de proporcionalidad fuera la constante de Plank.

Según esta ecuación, a los electrones (que por tener una masa muy pequeña, tenían un momento muy pequeño) les correspondía la longitud de onda más corta hasta entonces conocida.

Einstein
Albert Einstein en 1921

Cuando Einstein recibió una copia del trabajo de Louis de Broglie, inmediatamente se dio cuenta la importancia de este trabajo y pasó la noticia a Max Born, en Götingen, Alemania.

Poco después, cuando Erwin Schrödinger realizó una nueva teoría de la estructura atómica que incorporaba y ampliaba la idea de Louis de Broglie, los experimentalistas consideraron la necesidad real de comprobar la hipótesis de la onda del electrón mediante la realización de experimentos de difracción. 

Max Born
Max Born

En este momento, gracias a la genialidad de Louis de Broglie, se produjo la total ruptura con la física clásica, al tomar conciencia que no sólo los fotones y electrones sino todas las partículas y todas las ondas son , de hecho, una mezcla de ondas y partículas.

Todas las imágenes que uno pueda hacerse  del átomo son falsas y no existe una analogía física que permita entender cómo funciona el interior de un átomo. El átomo, ese universo pequeñísimo donde las "cosas" no se comportan como lo esperamos, posee características que nuestro "sentido común" no sirve en absoluto para entenderlas.

Ir a la página inicial

ENLACES DE INTERÉS

El modelo atómico de Bohr, VIDEO de 10 minutos

Apuntes elementales para entender algo de lo que es la Mecánica Cuántica

Las distintas energías de la luz. VIDEO de 10 minutos

El átomo. VIDEO de 6 minutos

La luz partículas y ondas. VIDEO de 6 minutos

Partículas y ondas, efecto fotoeléctrico. VIDEO de 26 minutos