Il dualismo onda-particella è un concetto fondamentale della meccanica quantistica che descrive come tutte le particelle elementari, come elettroni, fotoni e altre particelle subatomiche, possiedano sia proprietà ondulatorie sia proprietà corpuscolari.

Proprietà Ondulatorie:

• Interferenza e Diffrazione: Le particelle, come gli elettroni o i fotoni, possono produrre figure di interferenza e diffrazione, caratteristiche tipiche delle onde. Un esperimento classico che dimostra questo comportamento è l’esperimento della doppia fenditura (esperimento di Young), in cui una sorgente di particelle viene fatta passare attraverso due fenditure. Si osserva che le particelle formano una figura di interferenza, che è tipica delle onde, invece che comportarsi come particelle classiche che colpirebbero solo due punti sullo schermo.
• Lunghezza d’onda di De Broglie: Louis de Broglie propose che tutte le particelle con quantità di moto hanno una lunghezza d’onda associata, data dalla formula λ=hpλ=ph​, dove λλ è la lunghezza d’onda, hh è la costante di Planck e pp è la quantità di moto della particella.

Proprietà Corpuscolari:

• Effetto Fotoelettrico: Albert Einstein spiegò l’effetto fotoelettrico ipotizzando che la luce, generalmente considerata un’onda elettromagnetica, possa comportarsi come un flusso di particelle chiamate fotoni. In questo contesto, la luce non trasferisce energia in modo continuo, come farebbe un’onda, ma in quanti discreti, ovvero fotoni.
• Rivelazione delle Particelle: Quando si misura la posizione di una particella, essa viene rilevata come un punto localizzato, simile a un corpuscolo. Per esempio, i fotoni in una camera a bolle o gli elettroni su uno schermo fosforescente vengono registrati come singoli eventi.

Concetto Chiave:

Il dualismo onda-particella ci dice che la natura non è né puramente ondulatoria né puramente corpuscolare, ma piuttosto che entrambe queste descrizioni sono incomplete da sole. A seconda dell’esperimento o della situazione, una particella può comportarsi come un’onda o come un corpuscolo. Questo comportamento è descritto dalla funzione d’onda in meccanica quantistica, che contiene tutte le informazioni probabilistiche sul sistema quantistico.

Principio di Complementarità di Bohr:

Niels Bohr introdusse il principio di complementarità, secondo il quale le proprietà ondulatorie e corpuscolari di un sistema quantistico sono complementari. Non si possono osservare contemporaneamente entrambe le proprietà in un singolo esperimento; il tipo di osservazione determina quale aspetto si manifesterà.

Il dualismo onda-particella è quindi un aspetto fondamentale della comprensione moderna del mondo subatomico, sottolineando come le nostre intuizioni classiche siano insufficienti per descrivere la realtà a livello quantistico.