Kwantumtheorie is ook bekend als kwantummechanica of kwantumfysica, en de belangrijkste focus van studie is de microscopische wereld.
De principes van energiekwantisatie, voorgesteld door Einstein en Planck, en de experimentele waarnemingen van het atomaire spectrum van elementen toonden aan dat de wetten van Newton geen correcte resultaten opleverden wanneer ze werden toegepast op zeer kleine systemen zoals atomen en moleculen.
Om de beweging van elektronen rond de kern te verklaren, werd een nieuwe theorie gecreëerd - door Planck, Bohr, Einstein en Schrodinger - die van de kwantummechanica.
Ondanks het enorme succes had Bohrs theorie verschillende tekortkomingen. Het spectrum van complexere atomen kon niet worden verklaard, wat vragen oproept als: waarom zijn sommige strepen in het spectrum intenser dan andere? En vooral, hoe gaan atomen met elkaar om om stabiele systemen te vormen?
In 1911 stelde Rutherford een atoommodel voor waarin elektronen (e-) om de positief geladen kern cirkelden, op een manier die analoog is aan de beweging van planeten rond de zon. Hoewel dit model eenvoudig en coherent was, vertoonde het een onverbeterlijke fout, aangezien elk deeltje dat een cirkelvormige beweging beschrijft versnelling heeft. Dus, zoals Maxwell door zijn vergelijkingen had uitgelegd, zou het elektron, omdat het een versnelling had, licht moeten uitstralen en geleidelijk aan energie verliezen totdat het de kern raakt.
Bohr, voortbouwend op de concepten van kwantisatie, bepaalde dat de energie van elektronen in hun banen rond de kern ook werd gekwantiseerd. Dat wil zeggen, in een atoom als waterstof zijn er verschillende mogelijke stabiele banen voor het elektron, elk met een andere energie. Dus hij was in staat om het model van Rutherford te corrigeren.
Maar het was pas met het werk van Erwin Schrodinger en Werner Heisenberg, in 1925, dat de kwantumtheorie voet aan de grond kreeg. Schrödinger postuleerde een vergelijking waarmee het energieniveau en de waarschijnlijkheid van het vinden van een deeltje in een bepaald gebied kan worden berekend.
Met de wetten van Newton kunnen we de beweging van elektronen (positie en snelheid) beschrijven door de krachten die erop inwerken. De kwantumtheorie berekent op zijn beurt de kans om het elektron (of een ander deeltje) in een gebied in de ruimte te vinden, met behulp van de Schrödinger-vergelijking.
Door Domitiano Marques
Afgestudeerd in natuurkunde
Brazilië School Team
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-quantica.htm
