ทฤษฎีควอนตัมเรียกอีกอย่างว่ากลศาสตร์ควอนตัมหรือฟิสิกส์ควอนตัมและจุดสนใจหลักของการศึกษาคือโลกด้วยกล้องจุลทรรศน์
หลักการของการหาปริมาณพลังงานที่เสนอโดย Einstein และ Planck และการสังเกตการทดลองของสเปกตรัมอะตอมของ องค์ประกอบแสดงให้เห็นว่ากฎของนิวตันไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องเมื่อนำไปใช้กับระบบขนาดเล็กมากเช่นอะตอมและ โมเลกุล
เพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียส ทฤษฎีใหม่จึงถูกสร้างขึ้นโดย Planck, Bohr, Einstein และ Schrodinger ซึ่งเป็นทฤษฎีของ Quantum Mechanics
แม้จะประสบความสำเร็จอย่างมหาศาล ทฤษฏีของบอร์ก็มีข้อบกพร่องหลายประการ ไม่สามารถอธิบายสเปกตรัมของอะตอมที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ โดยทำให้เกิดคำถามเช่น: ทำไมเส้นริ้วบางเส้นในสเปกตรัมจึงมีความเข้มข้นมากกว่าแบบอื่นๆ และเหนือสิ่งอื่นใด อะตอมมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันเพื่อสร้างระบบที่เสถียรได้อย่างไร
ในปี ค.ศ. 1911 รัทเทอร์ฟอร์ดเสนอแบบจำลองอะตอมซึ่งอิเล็กตรอน (e-) วนรอบนิวเคลียสที่มีประจุบวก ในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ แม้ว่าจะเรียบง่ายและสอดคล้องกัน แต่โมเดลนี้มีข้อผิดพลาดที่ไม่สามารถแก้ไขได้ เนื่องจากทุกอนุภาคที่อธิบายการเคลื่อนที่เป็นวงกลมมีความเร่ง ดังที่แมกซ์เวลล์อธิบายผ่านสมการของเขาแล้ว เนื่องจากอิเล็กตรอนมีความเร่ง จึงควรปล่อยแสงออกมา ค่อยๆ สูญเสียพลังงานไปจนกระทั่งกระทบกับนิวเคลียส
บอร์ใช้แนวคิดของการหาปริมาณ กำหนดว่าพลังงานของอิเล็กตรอนในวงโคจรรอบนิวเคลียสก็ถูกหาปริมาณเช่นกัน นั่นคือ ในอะตอมเช่นไฮโดรเจน มีวงโคจรที่เสถียรสำหรับอิเล็กตรอนอยู่หลายวง แต่ละวงมีพลังงานต่างกัน ดังนั้นเขาจึงสามารถแก้ไขแบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ดได้
แต่เฉพาะกับผลงานของเออร์วิน ชโรดิงเงอร์ และแวร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์ก ในปี พ.ศ. 2468 เท่านั้นที่ทฤษฎีควอนตัมยึดถือ ชโรดิงเงอร์ตั้งสมมติฐานสมการที่ช่วยให้สามารถคำนวณระดับพลังงานและความน่าจะเป็นที่จะพบอนุภาคในบางพื้นที่
ตามกฎของนิวตัน เราสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน (ตำแหน่งและความเร็ว) จากแรงที่กระทำต่อพวกมันได้ ในทางกลับกัน ทฤษฎีควอนตัมจะคำนวณความน่าจะเป็นที่จะพบอิเล็กตรอน (หรืออนุภาคอื่น) ในพื้นที่ว่าง โดยใช้สมการชโรดิงเงอร์
โดย Domitiano Marques
จบฟิสิกส์
ทีมโรงเรียนบราซิล
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-quantica.htm
