Kvanttiteoria tunnetaan myös nimellä kvanttimekaniikka tai kvanttifysiikka, ja sen pääkohde on mikroskooppinen maailma.
Einsteinin ja Planckin ehdottamat energian kvantisoinnin periaatteet ja atomien spektrin kokeelliset havainnot elementit osoittivat, että Newtonin lait eivät tuottaneet oikeita tuloksia, kun niitä sovellettiin hyvin pieniin järjestelmiin, kuten atomiin ja molekyylejä.
Selittämään elektronien liikkumista ytimen ympärillä luotiin uusi teoria - Planck, Bohr, Einstein ja Schrodinger - kvanttimekaniikan.
Valtavasta menestyksestä huolimatta Bohrin teorialla oli useita puutteita. Monimutkaisempien atomien spektriä ei voitu selittää, mikä herättää kysymyksiä, kuten: miksi jotkut juovat spektrissä ovat voimakkaampia kuin toiset? Ja ennen kaikkea miten atomit ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa muodostaakseen vakaat järjestelmät?
Vuonna 1911 Rutherford ehdotti atomimallia, jossa elektronit (e-) kiertivät positiivisesti varautunutta ydintä tavalla, joka oli analoginen planeettojen liikkeen Auringon ympäri. Vaikka tämä malli oli yksinkertainen ja johdonmukainen, siinä oli korjaamaton virhe, koska jokaisella pyöröliikettä kuvaavalla hiukkasella on kiihtyvyys. Näin ollen, kuten Maxwell oli selittänyt yhtälöissään, koska elektronilla oli kiihtyvyys, sen pitäisi lähettää valoa, menettää energiaa vähitellen, kunnes se osuu ytimeen.
Bohr, kvantisointikäsitteiden pohjalta, totesi, että myös elektronien energia kiertoradoillaan ytimen ympärillä kvantisoitiin. Toisin sanoen vedyn kaltaisessa atomissa elektronille on useita mahdollisia vakaita kiertoratoja, joista jokaisella on erilainen energia. Joten hän pystyi korjaamaan Rutherfordin mallin.
Mutta vasta Erwin Schrodingerin ja Werner Heisenbergin työllä vuonna 1925 kvanttiteoria tarttui. Schrodinger lähetti yhtälön, jonka avulla voidaan laskea energiatasot ja todennäköisyys löytää hiukkanen tietyltä alueelta.
Newtonin lailla voimme kuvata elektronien liikkeen (sijainti ja nopeus) niihin vaikuttavista voimista. Kvanttiteoria puolestaan laskee todennäköisyyden löytää elektroni (tai muu hiukkanen) avaruusalueelta Schrodingerin yhtälön avulla.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Kirjoittanut Domitiano Marques
Valmistunut fysiikasta
Brasilian koulutiimi
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Kvanttiteoria"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-quantica.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.
