Teoria quântica, teoria física baseada
na utilização do conceito de unidade quântica para descrever as propriedades
dinâmicas das partículas subatômicas e as interações entre a matéria e a
radiação. As bases da teoria foram assentadas pelo físico alemão Max Planck, o
qual, em 1900, postulou que a matéria só pode emitir ou absorver energia em
pequenas unidades discretas, chamadas quanta. Outra contribuição fundamental ao
desenvolvimento da teoria foi o princípio da incerteza, formulado por Werner
Heisenberg em 1927.
Planck desenvolveu o conceito de quantum como resultado dos estudos da
radiação do corpo negro (corpo negro refere-se a um corpo ou superfície ideal
que absorve toda a energia radiante, sem nenhuma reflexão). Sua hipótese
afirmava que a energia só é irradiada em quanta, cuja energia é hu, onde u é a freqüência da radiação e h é
o “quanta de ação”, fórmula agora conhecida como constante de Planck.
O físico francês Louis Victor de Broglie sugeriu, em 1924, que uma vez
que as ondas eletromagnéticas apresentam características corpusculares, as
partículas também deveriam ter características ondulatórias. O conceito
ondulatório das partículas levou Erwin Schrödinger a desenvolver uma equação de
onda para descrever as propriedades ondulatórias de uma partícula e, mais
concretamente, o comportamento ondulatório do elétron no átomo de
hidrogênio.
Ainda que a mecânica quântica descreva o átomo
exclusivamente por meio de interpretações matemáticas dos fenômenos observados,
pode-se dizer que o átomo é formado por um núcleo rodeado por uma série de ondas
estacionárias; essas ondas têm máximos em pontos determinados e cada onda
estacionária representa uma órbita. O quadrado da amplitude da onda em cada
ponto, em um momento dado, é uma medida da probabilidade de que um elétron se
encontre ali. Já é possível dizer que um elétron é um ponto determinado em um
momento dado.
A compreensão das ligações químicas foi radicalmente alterada pela
mecânica quântica e passou a
basear-se nas equações de onda de Schrödinger. Os novos campos da física — como
a física do estado sólido, a física da matéria condensada, a supercondutividade,
a física nuclear ou a física das partículas elementares — apoiaram-se firmemente
na mecânica quântica. Essa teoria
é na base de todas as tentativas atuais de explicar a interação nuclear forte
(ver Cromodinâmica quântica) e desenvolver uma teoria do
campo unificado. Os físicos teóricos, como o britânico Stephen Hawking,
continuam esforçando-se para desenvolver um sistema que englobe tanto a
relatividade como a mecânica quântica.
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