La teoria quantistica è anche conosciuta come meccanica quantistica o fisica quantistica e il suo principale obiettivo di studio è il mondo microscopico.
I principi di quantizzazione dell'energia, proposti da Einstein e Planck, e le osservazioni sperimentali dello spettro atomico di elementi hanno mostrato che le leggi di Newton non hanno prodotto risultati corretti quando applicate a sistemi molto piccoli come atomi e molecole.
Per spiegare il movimento degli elettroni attorno al nucleo è stata creata – da Planck, Bohr, Einstein e Schrodinger – una nuova teoria, quella della Meccanica Quantistica.
Nonostante il suo enorme successo, la teoria di Bohr aveva diversi difetti. Lo spettro di atomi più complessi non può essere spiegato, sollevando domande come: perché alcune strisce nello spettro sono più intense di altre? E, soprattutto, come interagiscono gli atomi tra loro per formare sistemi stabili?
Nel 1911, Rutherford propose un modello atomico in cui gli elettroni (e-) circondavano il nucleo caricato positivamente, in modo analogo al movimento dei pianeti intorno al Sole. Sebbene semplice e coerente, questo modello presentava un errore incorreggibile, poiché ogni particella che descrive un moto circolare ha un'accelerazione. Quindi, come aveva spiegato Maxwell attraverso le sue equazioni, poiché l'elettrone aveva accelerazione, dovrebbe emettere luce, perdendo gradualmente energia fino a colpire il nucleo.
Bohr, attingendo ai concetti di quantizzazione, stabilì che fosse quantizzata anche l'energia degli elettroni nelle loro orbite attorno al nucleo. Cioè, in un atomo come l'idrogeno ci sono diverse possibili orbite stabili per l'elettrone, ognuna con energia diversa. Così è stato in grado di correggere il modello di Rutherford.
Ma fu solo con il lavoro di Erwin Schrodinger e Werner Heisenberg, nel 1925, che la teoria dei quanti prese piede. Schrodinger ha postulato un'equazione che consente di calcolare i livelli di energia e la probabilità di trovare una particella in una determinata regione.
Con le leggi di Newton, possiamo descrivere il movimento degli elettroni (posizione e velocità) dalle forze che agiscono su di essi. La Teoria Quantistica, a sua volta, calcola la probabilità di trovare l'elettrone (o un'altra particella) in una regione dello spazio, usando l'equazione di Schrodinger.
di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
Squadra scolastica brasiliana
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-quantica.htm