Para poner las cosas en pocas palabras:
ONDA MECANICA :
Cualquier onda que requiera un medio para viajar es una onda mecánica. El sonido es una onda mecánica, se propaga creando una alta presión alternativa y una presión baja en el aire (nota: en el aire , eso es importante). Toma una cuerda y muévela, has creado otra onda mecánica. Lanza una piedra en el estanque, has creado otra ola mecánica. La velocidad de la onda dependerá del medio en el que viaje (el sonido, por ejemplo, viaja 4,3 veces más rápido en agua y 15 veces más rápido en hierro que en aire).
ONDA ELECTROMAGNETICA :
Bueno, sin entrar en las ecuaciones de Maxwell, los campos eléctricos y los campos magnéticos, uno no puede explicar las ondas electromagnéticas. Para un lego: si cambias un campo magnético, debido al cambio, se crea un campo eléctrico (si preguntas por qué, ¡así es como funciona la Naturaleza!). Incluso más interesante, lo contrario también es cierto! Es decir, si cambia el campo magnético, se crea un campo eléctrico. Ahora, ¿qué pasa si sigo cambiando el campo eléctrico? ¡Un campo magnético se seguirá creando, viceversa y listo! Tienes una onda electromagnética! Solo necesitaba una cuerda para crear una onda mecánica, entonces, ¿qué necesita para crear una onda EM? Hay muchas maneras, una de las formas es simplemente sacudir una carga (o acelerar ). Sorprendentemente (y muy molesto para los físicos de finales del siglo XIX), ¡la onda electromagnética no necesita medios para viajar! Y a diferencia de la onda de una cuerda cuya velocidad se puede cambiar por la ferocidad de tu movimiento, la velocidad de la onda EM siempre es una constante, no importa qué.
Cuando un tipo llamado Maxwell puso todo en su lugar, descubrió que la velocidad de esta onda creada por este campo eléctrico y magnético variable era una constante, independiente de cualquier otro factor menos dos constantes (para esas almas inquisitivas: la permitividad del vacío, y la Permeabilidad al vacío μo ). Hertz realizó un experimento que demostró que la luz que vemos es la misma onda electromagnética que predijo Maxwell. (Y oh, Einstein tuvo la opción de elegir entre Newton o Maxwell, respaldó a Maxwell y supuso que la velocidad de la onda electromagnética siempre es una constante y, por lo tanto, nació la Relatividad).
ONDA DE LA MATERIA :
¡Esto es muy profundo, quizás más profundo incluso que la ola EM! La onda de materia es una función matemáticamente abstracta que está asociada con una partícula. Importante: la onda de materia no es una entidad o cantidad física, no es una oscilación de una partícula ni nada de eso, la onda de materia es abstracta. Al igual que usted y yo tenemos un nombre, que no es una cantidad física, cada partícula también tiene una onda de materia. Entonces, ¿de qué sirve esta onda de materia? Probablemente, esto va a sonar loco: la onda de materia (es decir, la función de onda matemática), después de realizar algunas operaciones matemáticas, le dirá todos los elementos físicos observables ( como la posición, etc. ) de la partícula . Por ejemplo, digamos que te doy la función matemática de una onda de materia de partícula. Si lo cuadras e integras entre ‘a’ y ‘b’, obtendrá la probabilidad de encontrar esa partícula entre ‘a’ y ‘b’ (¿por qué no podemos descubrir dónde está exactamente la partícula ? Aparentemente, la naturaleza es inherentemente de esa manera , tenemos que tratar con él).
Fue a mediados de la década de 1920, todos estaban muy confundidos. Electron se estaba comportando de una manera extraña, la luz se estaba comportando de una manera extraña, la naturaleza se estaba comportando de una manera extraña. Cuando observamos el electrón, actuó como una partícula agradable y disciplinada. Cuando no observamos, actúa como una ola punk-asno . También tenían problemas similares con la luz, gracias a Einstein, quien demostró que la luz era una partícula que hasta ese momento era considerada puramente una onda electromagnética . Luego, un caballero llamado De Broglie, propuso que todas las partículas tienen propiedades de onda, se llama onda de materia y la longitud de onda de esta onda es inversamente proporcional al impulso de la partícula. Más tarde, a un tipo llamado Schrodinger se le ocurrió una ecuación que decía cómo esta ola cambiaba con el tiempo.
PD: hay que tener cuidado. No imagine la onda de la materia como una onda suave sinusoidal agradable, puede tener cualquier forma (y , por supuesto , cumplir todas las condiciones matemáticas necesarias para una función . La onda de la materia también tiene otras condiciones de contorno, en las que no voy a hacer una digresión aquí) . ) .