Kvantna mehanika jedna je od najvažnijih i najplodonosnijih grana moderne fizike. Kvantna mehanika proučava ponašanje elektrona i ostalih elementarnih čestica u atomima, molekulama i kristalima, atomskim jezgrama.

Povijest

Povijesno gledano, razvoj temelja kvantne mehanike ostvario se kroz nekoliko koraka.

U prvom razdoblju, krajem devetnaestog i početkom dvadesetog stoljeća postojalo je nekoliko eksperimentalno prikupljenih saznanja koja se ni na koji način nisu mogla objasniti u okviru do tada poznate klasične fizike. Zapravo je bio vrlo mali broj ovakvih problema koji nisu bili do kraja teorijski shvaćeni i objašnjeni. Stoga su neki ondašnji znanstvenici smatrali da će uskoro biti dosegnut kraj razvoja fizike. Ali ništa nije moglo biti više pogrešno od takvog razmišljanja. Točno objašnjenje ovih problema pokazalo se kao "tvrdi orah", koji je uporno izmicao dotadašnjoj ljudskoj slici i tumačenju svijeta.

To je prvenstveno bio problem zračenja crnog tijela i fotoelektrični efekt. Kako bi zadovoljavajuće objasnili ove fenomene, Max Planck (za zračenje crnog tijela, 1900. godine) i Albert Einstein (za fotoelektrični efekt, 1905. ) pretpostavili su da svjetlost, osim valne prirode pokazuje i čestična (korpuskularna) svojstva.

Eksperimenti s raspršenjem alfa čestica, koje je izveo Ernest Rutherford, doveli su do osnove Bohrove polu-klasične teorije atoma, koja predstvlja drugi veliki korak u razvoju kvantne mehanike.

Treći korak započeo je putem mnogih eksperimentalnih zapažanja (difrakcija i interferencija snopova elektrona) koja su ukazivala na dualnu (valno-čestičnu) prirodu elektrona. Razvoj teorije u ovom smjeru ostvarili su Werner Heisenberg 1925. godine, razvojem matrične forumalacije kvantne mehanike, te Erwin Schrödinger 1926. godine, putem svoje glasovite jednadžbe.

Time su udareni temelji nove znanosti, ali njezin razvoj time nije završen. Tijekom godina daljeg razvoja, postavke kvantne mehanike potvrđene su kroz mnoštvo eksperimentalnih rezultata, dok je teorija razmatrala mnoga nova područja: postojanje spina, utjecaj relativističkih efekata, ponašanje mnoštva čestica itd.

Matematičke formule

U matematički rigoroznim formulacijama kvantne mehanike koje su razvili Paul Dirac i John von Neumann, moguća stanja kvantno mehaničkog sustava predstavljaju jedinični vektori (pod nazivom "vektori stanja").

Vanjske poveznice

• Web courseware Povijest fizike