Slika. 1:Talasne funkcijeelektrona u vodonikovom atomu.Energija raste nadole:n=1,2,3,... imoment impulsa (ugaoni moment) raste s leva na desno:s,p,d,... Svetlija područja odgovaraju većoj verovatnoći gde bi mogao eksperimentalno nađe elektron.
Izraz kvant (od latinskog quantum (množina quanta) = količina, mnoštvo, svota, iznos, deo) odnosi se na diskretne jedinice koje teorija pripisuje izvesnim fizičkim veličinama kao što suenergija imoment impulsa (ugaoni moment)atoma kao što je pokazano na slici. Otkriće da talasi mogu da se prostiru kao čestice, u malim energijskim paketima koji se nazivaju kvanti dovelo je do pojave nove grane fizike koja se bavi atomskim i subatomskim sistemima a koju danas nazivamo Kvantna mehanika. Temelje kvantnoj mehanici položili su u prvoj polovini dvadesetog vekaVerner Hajzenberg,Maks Plank,Luj de Broj,Nils Bor,Ervin Šredinger,Maks Born,Džon fon Nojman,Pol Dirak,Albert Ajnštajn,Volfgang Pauli i brojni drugi poznati fizičari 20. veka. Neki bazični aspekti kvantne mehanike još uvek se aktivno izučavaju.
Postoje brojne matematički ekvivalentne formulacije kvantne mehanike. Jedna od najstarijih i najčešće korišćenih je transformaciona teorija koju je predložioPol Dirak a koja ujedinjuje i uopštava dve ranije formulacije,matričnu mehaniku (koju je uveoVerner Hajzenberg)[1] italasnu mehaniku (koju je formulisaoErvin Šredinger).
Kvantna mehanika uspeva izvanredno uspešno da objasni brojen fizičke pojave u prirodi. Na primer osobinesubatomskih čestica od kojih su sačinjeni svi oblici materije mogu biti potpuno objašnjene preko kvantne mehanike. Isto, kombinovanje atoma u stvaranju molekula i viših oblika organizacije materije može se dosledno objasniti primenom kvantne mehanike iz čega je izraslakvantna hemija, jedna od disciplinafizičke hemije. Relativistička kvantna mehanika, u principu, može da objasni skoro celokupnu hemiju. Drugim rečima, nema pojave u hemiji koja ne može da bude objašnjena kvantnomehaničkom teorijom.
Zbog brojnih rezultata koji protivureče intuiciji kvantna mehanika je od samog zasnivanja inicirala brojne filozofske debate i tumačenja. Protekle su decenije pre nego što su bili prihvaćeni i neki od temelja kvantne mehanike poputBornovog tumačenjaamplitude verovatnoće.
Da bi objasnio spektar zračenja koje emitujecrno teloMaks Plank je 1900. godine uveo ideju o diskretnoj, dakle, kvantnoj prirodi energije. Da bi objasniofotoelektrični efekatAjnštajn je postulirao da se svetlosna energija prenosi u kvantima koji se danas nazivajufotonima. Ideja da se energija zračenja prenosi u porcijama (kvantima) predstavlja izvanerdno dostignuće jer je time Plankova formula zračenja crnog tela dobila konačno i svoje fizičko objašnjenje. Godine 1913.Bor je objasniospektar vodonikovog atoma, opet koristeći kvantizaciju ovog puta i ugaonog momenta. Na sličan način jeLuj de Broj 1924. godine izložio teoriju o talasima materije tvrdeći da čestice imaju talasnu prirodu, upotpunjujući Ajnštajnovu sliku o čestičnoj prirodi talasa.
1897:Džozef Džon Tomsonovo otkriće elektrona i njegovog negativnog naeletrisanja u eksperimentima sa katodnom cevi.
1850-1900: Ispitivanjezračenja crnog tela koje nije moglo da se objasni bez kvantnog koncepta.
1905:Fotoelektrični efekat:Ajnštajnovo objašnjenje efekta (za šta je i dobio Nobelovu nagradu za fiziku) uvođenjem konceptafotona, čestice svetlosti sa kvantiranom energijom.
1909:Robert Milikenov eksperiment sa kapljicama ulja koji je pokazao da je eletrično naeletrisanje javlja u diskretnim (kvantiranim) porcijama.
1911:Raderfordov ogled sa rasejanjem alfa čestica na zlatnoj foliji kojim je napušten atomski model "pudinga od šljiva" u kojem je sugerisano da su masa i naeletrisanje atoma uniformno raspoređeni po zapremini atoma.
↑Nakon što je 1932. godine Hajzenberg dobio Nobelovu nagradu za stvaranje kvantne mehanike ulogaMaksa Borna u tome bila je umanjena. Biografija Maksa Borna iz 2005. detaljno opisuje njegovu ulogu u stvaranju matrične mehanike. To je i sam Hajzenberg priznao 1950. godine u radu posvećenomMaksu Planku. Videti: Nancy Thorndike Greenspan, “The End of the Certain World: The Life and Science of Max Born (Basic Books, 2005), pp. 124 - 128, and 285 - 286.
P. A. M. Dirac,The Principles of Quantum Mechanics (1930) -- the beginning chapters provide a very clear and comprehensible introduction
David J. Griffiths,Introduction to Quantum Mechanics, Prentice Hall, 1995.ISBN0-13-111892-7. A standard undergraduate level text written in an accessible style.
Albert Messiah,Quantum Mechanics, English translation by G. M. Temmer ofMécanique Quantique, 1966, John Wiley and Sons, vol. I, chapter IV, section III.
Albert Messiah,Quantum Mechanics (Vol. I), English translation from French by G. M. Temmer, fourth printing 1966, North Holland, John Wiley & Sons.
Eric R. Scerri, The Periodic Table: Its Story and Its Significance, Oxford University Press, 2006. Considers the extent to which chemistry and especially the periodic system has been reduced to quantum mechanics.ISBN0-19-530573-6
Slobodan Macura, Jelena Radić-Perić, ATOMISTIKA, Fakultet za fizičku hemiju Univerziteta u Beogradu/Službeni list, Beograd, 2004. (stara kvantna teorija i većina utemeljivaćkih eksperimentata).
