Teoria kwantowa jest również znana jako mechanika kwantowa lub fizyka kwantowa, a jej głównym przedmiotem badań jest świat mikroskopowy.
Zasady kwantowania energii zaproponowane przez Einsteina i Plancka oraz eksperymentalne obserwacje widma atomowego pierwiastki wykazały, że prawa Newtona nie dają poprawnych wyników, gdy są stosowane do bardzo małych układów, takich jak atomy i molekuły.
Aby wyjaśnić ruch elektronów wokół jądra, stworzono nową teorię – Plancka, Bohra, Einsteina i Schrodingera – teorię mechaniki kwantowej.
Pomimo ogromnego sukcesu teoria Bohra miała kilka niedociągnięć. Widma bardziej złożonych atomów nie udało się wyjaśnić, co rodzi pytania typu: dlaczego niektóre smugi w widmie są bardziej intensywne niż inne? A przede wszystkim, jak atomy oddziałują ze sobą, tworząc stabilne układy?
W 1911 roku Rutherford zaproponował model atomowy, w którym elektrony (e-) krążą wokół dodatnio naładowanego jądra, w sposób analogiczny do ruchu planet wokół Słońca. Choć prosty i spójny, model ten zawierał niepoprawny błąd, ponieważ każda cząstka opisująca ruch kołowy ma przyspieszenie. Tak więc, jak wyjaśnił Maxwell w swoich równaniach, ponieważ elektron ma przyspieszenie, powinien emitować światło, stopniowo tracąc energię, aż uderzy w jądro.
Bohr, odwołując się do koncepcji kwantyzacji, stwierdził, że energia elektronów na ich orbitach wokół jądra jest również skwantowana. Oznacza to, że w atomie takim jak wodór istnieje kilka możliwych stabilnych orbit dla elektronu, z których każda ma inną energię. Był więc w stanie skorygować model Rutherforda.
Ale dopiero dzięki pracy Erwina Schrodingera i Wernera Heisenberga z 1925 roku teoria kwantowa się przyjęła. Schrodinger postulował równanie, które pozwala obliczyć poziomy energii i prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w określonym regionie.
Za pomocą praw Newtona możemy opisać ruch elektronów (położenie i prędkość) od działających na nie sił. Teoria kwantowa z kolei oblicza prawdopodobieństwo znalezienia elektronu (lub innej cząstki) w obszarze przestrzeni za pomocą równania Schrodingera.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Brazylijska drużyna szkolna
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-quantica.htm
