Kvantinės mechanikos istorija

Kvantinės mechanikos istorija – esminė moderniosios fizikos istorijos dalis. Kvantinės mechanikos istorija prasidėjo nuo kelių skirtingų mokslinių atradimų: 1893 m. Maiklas Faradėjus atrado katodinius spindulius; 1859–1860 m. žiemą Gustavas Kirchofas išdėstė juodo kūno spinduliavimo problemą; 1877 m. Liudvigas Bolcmanas iškėlė prielaidą, jog fizikinės sistemos energetinės būsenos gali būti diskrečios; 1887 m. Heinrichas Hercas atrado fotoelektrinį efektą ir 1900 m. Maksas Plankas iškėlė kvantinę hipotezę, jog energiją spinduliuojančios atominės sistemos gali būti teoriškai suskirstytos į diskrečius energijos elementus ε (epsilon), taip kad kiekvienas šių energijos elementų yra proporcingas dažniui ν, su kuriuo kiekvienas individualiai spinduliuoja energiją, kaip apibrėžia ši formulė:
 ,

kur h yra Planko konstanta.

Tada, 1905 m. Albertas Einšteinas, norėdamas paaiškinti fotoelektrinį efektą, 1887 m. nupasakotą Heinricho Herco, postulavo, jog šviesa pati gamina individualias kvantines daleles, 1926 m. Gilberto N. Levio pavadintas fotonais. Fotoelektrinis efektas buvo stebimas pateikiant skirtingo bangos ilgio šviesą ant tam tikrų medžiagų, pvz., metalų, tai sukeldavo elektronų išlaisvinimą iš metalo tik tada, jeigu šviesos kvantinė energija būdavo didesnė negu Ferma lygis metale.

Terminas kvantinė mechanika pirmą kartą buvo panaudota 1924 m. straipsnyje „Zur Quantenmechanik“

Apžvalga 

Liudvigas Eduardas Bolcmanas 1877 m. pasiūlė, jog fizikinės sistemos, pvz., molekulės, energetiniai lygmenys gali būti diskretūs.
1900 m. vokiečių fizikas Maksas Plankas nenoriai teigė, jog energija yra kvantuota. Su šia idėja išvedė formulę, apibūdinusią stebimo dažnio priklausymą nuo juodojo kūno sugeriamos energijos, ir pavadintą Planko dėsniu. Jame taip pat yra Bolcmano skirstinys (galiojantis klasikinėse ribose). Planko dėsnis:
 kur:

 I(ν,T) yra išspinduliuojama energija;
 h yra Planko konstanta;
 c yra šviesos greitis vakuume;
 k yra Bolcmano konstanta;
 ν yra elektromagnetinės bangos dažnis;
 T yra kūno temperatūra, išreikšta kelvinais.

Ankstyvasis Vyno dėsnis gali būti išvedamas iš Planko dėsnio, darant prielaidą, jog .
Be to, Planko kvantinės teorijos pritaikymas elektronui leido Stefanui Prokopiu 1911–1913 m. ir paskui Nilsui Borui apskaičiuoti elektrono kvantinį momentą, kuris vėliau buvo pavadintas magnetonu.
1905 m. Einšteinas paaiškino fotoelektrinį efektą, postuluodamas, jog šviesa (bendresne prasme – visos elektromagnetinės bangos) gali būti padalina į begalinį „energijos kvantų“ skaičių, kurie yra lokalizuoti taškai erdvėje. Savo 1905 m. publikacijoje jis teigia:

Šis teiginys apibūdinamas kaip pats revoliucingiausias XX a. fizikos teiginys. Šiuos energijos kvantus vėliau buvo priimta vadinti fotonais. Tokį terminą 1926 m. pasiūlė Gilbertas N. Liusas. Idėja, jog kiekvienas fotonas turi kvantinės išraiškos energiją buvo nepaprastas pasiekimas, tai iš esmės išsprendė juodo kūno spinduliavimo išgaunant begalinę energiją problemą. 1913 m. Boras paaiškino vandenilio atomo spektrines linijas, vėl panaudodamas kvantavimą.

Taip pat skaitykite 
 Chemijos istorija
 Termodinamikos istorija

Nuorodos 
 Kvantinės mechanikos istorija (angliškai) 

Fizikos istorija

zh:物理学史#量子理论