تُعرف نظرية الكم أيضًا باسم ميكانيكا الكم أو فيزياء الكم ، وينصب تركيزها الرئيسي في الدراسة على العالم المجهري.
مبادئ تكميم الطاقة ، التي اقترحها أينشتاين وبلانك ، والملاحظات التجريبية للطيف الذري لـ أظهرت العناصر أن قوانين نيوتن لم تسفر عن نتائج صحيحة عند تطبيقها على أنظمة صغيرة جدًا مثل الذرات و الجزيئات.
لشرح حركة الإلكترونات حول النواة ، تم إنشاء نظرية جديدة - من قبل بلانك وبوهر وآينشتاين وشرودنجر - وهي نظرية ميكانيكا الكم.
على الرغم من نجاحها الهائل ، إلا أن نظرية بوهر بها العديد من أوجه القصور. لا يمكن تفسير طيف الذرات الأكثر تعقيدًا ، مما يثير أسئلة مثل: لماذا تكون بعض الخطوط في الطيف أكثر كثافة من غيرها؟ وقبل كل شيء ، كيف تتفاعل الذرات مع بعضها البعض لتشكيل أنظمة مستقرة؟
في عام 1911 ، اقترح رذرفورد نموذجًا ذريًا تدور فيه الإلكترونات (e-) حول النواة الموجبة الشحنة ، بطريقة مماثلة لحركة الكواكب حول الشمس. على الرغم من بساطته وتماسكه ، فقد كان لهذا النموذج خطأ لا يمكن إصلاحه ، لأن كل جسيم يصف حركة دائرية له تسارع. وهكذا ، كما أوضح ماكسويل من خلال معادلاته ، نظرًا لأن الإلكترون لديه تسارع ، يجب أن يبعث الضوء ، ويفقد الطاقة تدريجيًا حتى يضرب النواة.
اشترط بور ، بالاعتماد على مفاهيم التكميم ، أن طاقة الإلكترونات في مداراتها حول النواة قد تم تكميمها أيضًا. أي أنه يوجد في ذرة مثل الهيدروجين عدة مدارات مستقرة محتملة للإلكترون ، ولكل منها طاقة مختلفة. لذلك كان قادرًا على تصحيح نموذج رذرفورد.
ولكن فقط مع عمل إروين شرودنجر وفيرنر هايزنبرج ، في عام 1925 ، ترسخت نظرية الكم. افترض شرودنجر معادلة تسمح بحساب مستويات الطاقة واحتمال العثور على جسيم في منطقة معينة.
من خلال قوانين نيوتن ، يمكننا وصف حركة الإلكترونات (الموقع والسرعة) من القوى المؤثرة عليها. تقوم نظرية الكم بدورها بحساب احتمال العثور على الإلكترون (أو جسيم آخر) في منطقة من الفضاء ، باستخدام معادلة شرودنجر.
بقلم دوميتيانو ماركيز
تخرج في الفيزياء
فريق مدرسة البرازيل
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-quantica.htm