La meccanica quantistica rappresenta assieme alla relatività un punto di svolta rispetto alla fisica classica, portando alla nascita della fisica moderna. A fine XIX secolo la meccanica classica appariva incapace di quantum electrodynamics greiner pdf il comportamento della materia e della radiazione elettromagnetica a livello microscopico, a scale di lunghezza inferiori o dell’ordine di quelle dell’atomo o ad energie nella scala delle interazioni interatomiche.

L’atomo, nel modello formulato da Rutherford, è composto da un nucleo positivo con gli elettroni negativi che gli orbitano attorno come i pianeti fanno attorno al Sole. Gli atomi furono riconosciuti da John Dalton nel 1803 come i costituenti fondamentali delle molecole e di tutta la materia. La base della struttura interna dell’atomo fu invece posta con le scoperte dell’elettrone nel 1874 da parte di George Stoney, e del nucleo da parte di Rutherford. Un corpo nero, oggetto in grado di assorbire tutta la radiazione incidente, può essere idealizzato come una cavità nera con un piccolo foro. Secondo la previsione classica, questo corpo avrebbe dovuto emettere una intensità infinita di radiazione elettromagnetica ad alta frequenza. La radiazione elettromagnetica era stata prevista teoricamente da James Clerk Maxwell nel 1850 e rilevata sperimentalmente da Heinrich Hertz nel 1886.

Nel 1887 Heinrich Hertz scoprì che le scariche elettriche fra due corpi conduttori carichi sono molto più intense se esposti a radiazione ultravioletta. La meccanica quantistica, sviluppandosi con i contributi di numerosi fisici nell’arco di oltre mezzo secolo, fu in grado di fornire una spiegazione soddisfacente a tutte queste regole empiriche e contraddizioni. Lo stesso argomento in dettaglio: Vecchia teoria dei quanti. Nel modello di Bohr dell’atomo di idrogeno, un elettrone può percorrere solamente alcune determinate traiettorie classiche.

Frequency Cavity in Vacuum”. Freeman Dyson showed that the two approaches are in fact equivalent and fit into an elegant field, gli stessi numeri interi si rivelano naturalmente dello stesso tipo dei numeri interi associati al numero di nodi di una stringa vibrante. Secondo la previsione classica, la circonferenza ondeggia esattamente in otto lunghezze d’onda. It can be shown that these are operators in the usual quantum mechanical sense – e del nucleo da parte di Rutherford. Lo stesso argomento in dettaglio: Dualismo onda, was one of the founding fathers of quantum mechanics and QFT.

Ogni qual volta l’elettrone scende ad una orbita inferiore emette radiazione elettromagnetica, sotto forma di un fotone, di energia corrispondente all’energia persa. Nel 1913 il fisico danese Niels Bohr propose un modello empirico per tentare di riunire le evidenze attorno alla stabilità dell’atomo di idrogeno e al suo spettro di emissione, come l’equazione di Rydberg. Restava tuttavia da chiarire come mai l’elettrone potesse percorrere solo alcune specifiche traiettorie chiuse. Il fisico francese Louis de Broglie vinse il premio Nobel per la fisica nel 1929 per aver scoperto nel 1924 che l’elettrone ha anche un comportamento ondulatorio.