Da dualidade onda-partícula ao emaranhamento quântico, passando pela superposição, pelo princípio da incerteza e pela quantização da energia: cinco ideias fundamentais que transformaram nossa descrição da natureza — e que estão na base de tecnologias como lasers, semicondutores, relógios atômicos e computadores quânticos.
Mapa Conceitual
O mapa abaixo organiza os principais conceitos do artigo em uma estrutura hierárquica de conceitos e proposições, inspirada na abordagem de Joseph D. Novak, fundamentada na teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel e amplamente desenvolvida no ensino de Ciências por Marco Antonio Moreira.
Figura. Mapa conceitual dos fundamentos da Física Quântica. A leitura deve ser feita pelas linhas e pelas palavras de ligação: os conceitos conectados formam proposições sobre a teoria.
1. Introdução e a Necessidade da Física Quântica
No final do século XIX, a Física clássica de Newton, Maxwell e outros grandes pesquisadores parecia capaz de explicar uma enorme variedade de fenômenos. Entretanto, alguns resultados experimentais começaram a revelar dificuldades que não podiam ser resolvidas simplesmente acrescentando pequenos ajustes à Física clássica.
Entre esses problemas estavam a radiação térmica, o efeito fotoelétrico, os espectros atômicos e a estabilidade dos átomos. A solução exigiu uma mudança profunda na maneira de descrever matéria e radiação.
Em 1900, Max Planck introduziu a hipótese de que a troca de energia entre matéria e radiação, no problema da radiação de corpo negro, ocorria em quantidades discretas. Poucos anos depois, Albert Einstein utilizou a ideia de quantização da radiação para explicar o efeito fotoelétrico, propondo que a luz podia comportar-se como quanta de energia.
A partir daí, a Física do século XX passou por uma transformação que envolveu Planck, Einstein, Bohr, de Broglie, Heisenberg, Schrödinger, Born, Dirac, Pauli e muitos outros pesquisadores.