Dualidade onda-partícula é o nome que recebe o conceito que explica que as partículas podem se comportar como ondas e vice-versa. E ela se trata de uma propriedade própria da natureza para ondas e para partículas. Tal conceito fora apresentado pelo físico francês Louis de Broglie, por volta de 1924.
Louis de Broglie, em sua tese de doutorado induzida em 1924, apresentou uma ideia que não agradou a comunidade científica, sendo ele: a matéria, como os elétrons, também seria capaz de se comportar como uma onda. Tal hipótese recebeu o nome de teoria da onda de elétrons. Na época, a ideia contrariava o que se acreditava a respeito das partículas serem apenas corpúsculos, ou seja, pequenos “pontos” de matéria.
Mas mesmo com a desconfiança inicial, essa teoria de De Broglie foi confirmada em 1928 através de experimentos. Tais experimentos mostraram que elétrons poderiam sofrer difração, que é um comportamento típico de ondas. Essa foi uma descoberta essencial para o avanço da física quântica, e a mesma lhe rendeu o Prêmio Nobel de Física em 1929.
A dualidade partícula-onda pode ser descrita matematicamente. Broglie fez a relação do comprimento de onda da matéria com seu momento (massa vezes velocidade), a fim de mostrar que todas as partículas contam com um comportamento ondulatório.
Como a dualidade onda-partícula ocorre
É possível realizar a observação dessa natureza dual em investigações sobre o comportamento das partículas como fótons, nêutrons e elétrons. E esse conceito se trata do resultado de diversos experimentos, assim como de diferentes teorias.
A dualidade onda-partícula é explicada através da mecânica quântica e tem relação com o princípio da incerteza de Heisenberg. Esse princípio define que não se pode saber com exatidão a posição e a velocidade de uma partícula ao mesmo tempo. Desse modo, em vez de se pensar nas partículas como pontos definidos, elas são definidas como “campos de probabilidade”.
Com a equação de Schrödinger, se descobriu que toda partícula é representada por uma função de onda, que carrega todas as informações possíveis a respeito dela. Antes da medição, tal função de onda apresentava muitas possibilidades sobre onde a partícula pode estar ou como ela se comportaria. Quando ela é observada, a função de onda “colapsa” e a partícula então assume um único estado observável.
Assim, se for realizado um experimento a fim de observar o comportamento de uma partícula, ela pode agir como uma onda ou também como uma partícula, tudo depende do tipo de medição executada. Desse modo, a luz, os elétrons e demais objetos quânticos não são somente ondas ou partículas, mas eles possuem uma natureza dual, e o que se vê depende da forma como se mede.
Conceito de onda e partícula
Antes de entender sobre a dualidade onda-partícula, cabe entender os conceitos de onda e partícula.
No caso da onda, ela se trata de uma perturbação no espaço, a mesma transporta energia, não possui massa, nem posição definida, além de estarem sujeitas a fenômenos como a refração, reflexão, interferência, entre outros.
Já a partícula é dotada de massa. Ela sim ocupa um lugar no espaço, além de ter uma forma definida e ser ainda possível determinar a sua posição.
Mas ainda que se tratem de conceitos distintos, para a física, uma partícula sempre tem uma onda associada a ela e uma onda sempre tem uma partícula associada a ela. A forma como a matéria se expressa tem relação com a forma como a mesma é observada.
Sobre a descoberta da dualidade onda-partícula
A dualidade onda-partícula se trata de uma ideia que surgiu depois do experimento de Heinrich Hertz a respeito do efeito fotoelétrico, o qual contradizia a teoria clássica da luz de James Clerk Maxwell. Segundo Maxwell, qualquer frequência de luz teria que ejetar elétrons de uma superfície metálica, porém Hertz observou que só determinadas frequências faziam isso.
Em 1905, Albert Einstein trouxe uma explicação sobre esse efeito dizendo que a luz é constituída por pacotes de energia denominados fótons. Cada fóton necessita de uma energia mínima (ligada à frequência da luz) a fim de conseguir ejetar um elétron. Essa foi uma das primeiras provas de que a luz, até então tratada como uma onda, também possuía comportamento de partícula.
Já em 1923, foi a vez do físico Louis De Broglie sugerir que o contrário também era algo possível. De acordo com ele, partículas como elétrons também seriam capazes de se comportar como ondas. Isso foi confirmado no ano de 1928, com o experimento de Davisson e Germer. Eles notaram que feixes de elétrons ao incidir num cristal de níquel geravam padrões de difração, que é um fenômeno típico de ondas.
Esses resultados foram importantes para mostrar que, no mundo quântico, não existe uma separação rígida entre ondas e partículas. Tudo dependerá de como se observa o fenômeno. E essa dualidade se caracteriza como uma das bases da física quântica moderna.
SOUSA, Priscila. (5 de Março de 2026). Dualidade onda-partícula - O que é, conceito e definição. Conceito.de. https://conceito.de/dualidade-onda-particula