Louis de Broglie

Louis-Victor-Pierre-Raymond, 7. vojvoda de Broglie (Dieppe, 16. august 1892 – Louveciennes, 19. mart 1987) bio je francuski fizičar. Godine 1929. dobio je Nobelovu nagradu za fiziku za otkriće dualne prirode elektrona. Bio je član i povremeni sekretar Francuske akademije nauka.

Louis de Broglie
Rođenje	16. august 1892. Dieppe, Francuska
Smrt	19. mart 1987. Louveciennes, Francuska
Narodnost	Francuz
Polje	Fizika, kvantna mehanika
Institucija	Sorbonne Univerzitet u Parizu
Alma mater	Sorbonne
Akademski mentor	Paul Langevin
Istaknuti studenti	Jean-Pierre Vigier
Poznat(a) po	Talasna priroda elektrona
Istaknute nagrade	Nobelova nagrada za fiziku (1929) Nagrada Alberta I. (1932) Medalja Max Planck (1938) Nagrada Kalinga (1952)

Biografija

Rođen je u plemićkoj porodici 16. augusta 1892. Njegova porodica je nosila titulu vojvode. Godine 1910. diplomira historiju, ali poslije toga se okreće matematici i fizici, koje diplomira 1913. Nakon toga je došao Prvi svjetski rat, kad je služio kao vojnik na razvoju radio komunikacija. Poslije rata je nastavio s izučavanjima opće fizike. Kada mu 1960. umire brat Maurice, također fizičar, Louis postaje 7. vojvoda de Broglie. Nikad se nije ženio, a nakon što 19. marta 1987. umire u Louveciennesu u 94. godini, njegov rođak Victor-François nastavlja lozu De Broglieovih postavši 8. vojvoda De Broglie.

Dualna priroda elektrona

U svojoj doktorskoj tezi iz 1924. je uveo hipotezu o elektronskim talasima, odnosno pretpostavio da elektronima u pokretu treba pridružiti i talasne osobine. Prije njega, zahvaljujući Einsteinovom objašnjenju fotoelektričnog efekta i Planckovom objašnjenju zračenja apsolutno crnog tijela, ukazala se nužnost da se zracima svijetlosti (EM zračenja) pridruže i čestična svojstva. De Broglie je stoga postavio obrnuto pitanje: "Ako svjetlost osim talasnih posjeduje i čestična svojstva, da li onda česticama supstance, kao što su, na primjer, elektroni, treba također, osim čestičnih, pridružiti i talasne osobine?"

Ovu njegovu pretpostavku o talasnim osobinama čestica naučna je javnost u prvi mah primila sa nevjericom, pa čak i sa podsmjehom. Međutim, njegovu teoriju su potvrdili Lester Germer i Clinton Joseph Davisson 1927. u eksperimentu kojim je dokazana difrakcija elektrona na kristalima. Difrakcijska slika je bila dokaz talasne prirode elektrona. Za rad na talasnoj mehanici i za otkriće talasne prirode elektrona dobio je Nobelovu nagradu za fiziku 1929. Jedna od primjena njegovog otkrića je elektronski mikroskop, koji je imao mnogo veću rezoluciju od optičkih mikroskopa, jer je talasna dužina elektrona mnogo kraća od talasne dužine svjetlosti. De Broglieova hipoteza je postala tako jedan od osnovnih postulata nove talasne ili kvantne mehanike, ali također uvela u fiziku i problem tzv. talasno-čestičnog dualizma. Kao ilustracija ovog fenomena danas se najčešće navodi eksperiment difrakcije elektrona na dvostrukom prorezu.

Interesantno je primijetiti da u svojim kasnijim istraživanjima de Broglie nije došao ni do jednog rezultata, koji bi bio bar približno jednak ovom njegovom epohalnom otkriću, do kojega je došao radeći na svojoj doktorskoj disertaciji.

De Broglieova relacija

Prva de Broglieova jednačina povezuje talasnu dužinu s impulsom čestice

$\lambda ={\frac {h}{p}}={\frac {h}{\gamma mv}}={\frac {h}{mv}}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}$

Gdje je λ čestična talasna dužina, h je Planckova konstanta, p je impuls čestice, m je masa mirovanja čestice, v je brzina čestice, γ je Lorentzov faktor i c je brzina svjetlosti u vakuumu.

Što je veći impuls čestice, to je kraća njena talasna dužina.

Kasniji rad

De Broglieov rad na dualnoj prirodi materije je bio ključan za otkriće i razvoj kvantne mehanike. Međutim kvantna ili valna mehanika se zasnivala na talasnim funkcijama, čiji je kvadrat predstavljao vjerojvatnoću pronalaska elektrona u određenoj tačci prostora. De Broglieu se, kao ni Einsteinu i Schrödingeru, nije sviđala indeterministička priroda novostvorene kvantne mehanike. Zbog toga je radio na pokušajima da razvije kauzalno objašnjenje kvantne mehanike. Radio je i na Diracovoj elektronskoj teoriji, novoj teoriji svjetlosti, općoj teoriji čestica sa spinom i primjeni valne mehanike na nuklearnu fiziku.

Napomena o izgovoru

U francuskom jeziku De Broglie se izgovara [də bʁœj], slično izgovoru prezimena De Broy. Riječ je zapravo o promjeni izgovora italijanskog prezimena Broglia (Brolja) koje su nosili De Broglieovi preci, a koje je galicizirano 1654.

Vanjski linkovi

• Besmrtnici: Louis de Broglie (fr)
• Louis de Broglie – Biografija Arhivirano 4. 9. 2004. na Wayback Machine (en)
• Louis de Broglie i Schrödingerova mačka
• Paul Theroff (2005.) An Online Gotha: Broglie Genealogy