תורת הקוונטים מכונה גם מכניקת קוונטים או פיזיקת קוונטים, ומוקד המחקר העיקרי שלה הוא העולם המיקרוסקופי.
עקרונות כימות האנרגיה המוצעים על ידי איינשטיין ופלנק והתצפיות הניסיוניות על הספקטרום האטומי של אלמנטים הראו כי חוקי ניוטון לא הניבו תוצאות נכונות כאשר הם מוחלים על מערכות קטנות מאוד כמו אטומים ו מולקולות.
כדי להסביר את תנועת האלקטרונים סביב הגרעין נוצרה תיאוריה חדשה - על ידי פלאנק, בוהר, איינשטיין ושרודינגר - זו של מכניקת הקוונטים.
למרות ההצלחה העצומה שלה, לתיאוריה של בוהר היו כמה חסרונות. לא ניתן היה להסביר את הספקטרום של אטומים מורכבים יותר, מה שמעלה שאלות כמו: מדוע יש פסים בספקטרום עזים יותר מאחרים? ומעל לכל, כיצד אטומים מתקשרים זה עם זה ליצירת מערכות יציבות?
בשנת 1911 הציע רתרפורד מודל אטומי שבו אלקטרונים (e-) מקיפים את הגרעין הטעון באופן חיובי, באופן מקביל לתנועת כוכבי הלכת סביב השמש. למרות שהיה פשוט וקוהרנטי, הייתה למודל זה שגיאה בלתי ניתנת לתיקון, שכן לכל חלקיק המתאר תנועה מעגלית יש תאוצה. לפיכך, כפי שמקסוול הסביר באמצעות המשוואות שלו, מכיוון שלאלקטרון הייתה תאוצה, הוא צריך לפלוט אור, לאבד בהדרגה אנרגיה עד שהוא פוגע בגרעין.
בוהר, בהסתמך על מושגי הכימות, קבע כי האנרגיה של האלקטרונים במסלולם סביב הגרעין מכומתה גם כן. כלומר, באטום כמו מימן ישנם מספר מסלולים יציבים אפשריים לאלקטרון, כל אחד עם אנרגיה שונה. אז הוא הצליח לתקן את המודל של רתרפורד.
אך רק בעבודתם של ארווין שרודינגר ורנר הייזנברג, בשנת 1925, תפסה תורת הקוונטים. שרודינגר הניח משוואה המאפשרת חישוב רמות אנרגיה וההסתברות למצוא חלקיק באזור מסוים.
על פי חוקי ניוטון אנו יכולים לתאר את תנועת האלקטרונים (מיקום ומהירות) מהכוחות הפועלים עליהם. תורת הקוונטים, בתורו, מחשבת את ההסתברות למצוא את האלקטרון (או חלקיק אחר) באזור של חלל, באמצעות משוואת שרודינגר.
מאת דומיטיאנו מארקס
בוגר פיזיקה
צוות בית הספר בברזיל
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-quantica.htm
