DUALISME

Pada tahun 1923 A.H. Compton menemukan bahwa cahaya memiliki sifat kembar sebagai gelombang dan sebagai partikel. Penemuan ini menyebabkan De Broglie berpikir sebagai berikut, “ Kalau cahaya bersifat gelombang dan partikel, maka partikelpun dapat bersifat gelombang!”

De Broglie menyatakan bahwa partikel-partikel seperti elektron, proton dan neutron mempunyai sifat dualisme, yakni gelombang dan partikel. sehingga ia dapat bertumbukkan dengan partikel lain dan berdifraksi seperti cahaya. de Broglie mengajukan postulat bahwa partikel yang bergerak dengan kecepatan tertentu dapat dipandang sebagai gelombang yang merambat dengan arah yang sama dengan arah kecepatan partikel. Ide tersebut dinyatakan sebagai berikut:

Suatu partikel yang bergerak dengan momentum p dikendalikan oleh suatu gelombang yang panjang gelombangnya λ memenuhi hubungan:

λ=hp

Gelombang yang mengendalikan gerakan dari partikel-partikel [ p=hλ] disebut gelombang De Broglie.

Dalam dualisme antara elektron sebagai partikel dan elektron sebagai gelombang,

beberapa hal perlu kita catat.

      Bahwa elektron dapat dipandang sebagai gelombang tidaklah berarti bahwa elektron adalah gelombang; akan tetapi kita dapat mempelajari gerakan elektron dengan menggunakan persamaan diferensial yang sama bentuknya dengan persamaan diferensial untuk gelombang.

      Elektron sebagai partikel mempunyai massa tertentu, m. Elektron sebagai gelombang mempunyai massa nol, tetapi memiliki panjang gelombang yang terkait dengan massa dan kecepatan elektron yaitu λ = h /mv_e = h /mv_g .

      Elektron sebagai partikel memiliki energi total yang terdiri dari energi potensial dan energi kinetik yaitu E = E_p + E_k = E_p + mv_e²/2 . Elektron sebagai gelombang mempunyai energi total E = hf = hω.

      Elektron sebagai partikel mempunyai momentum p = mv_e²/2 . Elektron sebagai gelombang memiliki momentum p = hk = h /λ .

      Kita tidak dapat menentukan momentum dan posisi elektron secara simultan dengan masing-masing mempunyai tingkat ketelitian yang kita inginkan secara bebas. Kita dibatasi oleh prinsip ketidakpastian Heisenberg: ∆p ∆x = h . Demikian pula halnya dengan energi dan waktu: ∆E ∆t = h.