经典物理的身体物理直到20世纪初开发的,不能占光和物质的行为在非常小的尺度上。物理学的分支关心原子和亚原子系统被称为量子力学。它的目的是考虑到分子和原子的性质和他们甚至更小的组分,如电子,质子,中子,夸克。量子力学描述了这些粒子相互作用和光线,x射线,伽马射线和其他形式的电磁辐射。
20世纪的一个伟大的想法,量子力学仍然是在21世纪物理学的前沿进展。除了解释原子和亚原子粒子的行为的结构,它解释了化学键的本质,结晶固体的性质,核能源和力量,稳定坍塌恒星。量子理论也直接导致了激光的发明,电子显微镜和晶体管。
量子力学表明,事和辐射行为比在不同在非常小的尺度上,熟悉的日常世界世界的尺度由经典力学描述。在原子尺度上物质和辐射的行为似乎不同寻常,很诡异。量子力学的概念经常与常识性观念冲突,观念,当然是通过观察世界的发达。丹麦物理学家尼尔斯·波尔有句名言:“人不是震惊这个问题未能理解它。”
而经典物理学的法律允许一个确定物质和辐射如何行为,量子力学的交易只有在概率。Indeterminacy-randomness或不确定性是量子力学的基础。然而,这一领域的成功是毋庸置疑的。使用概率,量子力学是非常精确的预测原子和亚原子的属性系统。在实验中这些预测被证明是非常准确化准确事实上比任何其他的物理学分支。
1800年代,物理学家已发现光像一个波。德国物理学家马克斯·普朗克提出了革命性的光的量子理论早在1900年,在他所称的“绝望的行为”,对某些神秘的事实的排放光。他建议,而不是不断发出,光只能发出微小的包,或特定数量的能源,他称之为量子(单数、量子)。阿尔伯特·爱因斯坦利用量子理论来解释光电效应在1905年提议,在某种程度上像一个光粒子。在1920年代Louis-Victor德布罗意扩展这个主意,提议,电子和其他“粒子”可以像一波。这已被证实在实验。辐射与物质有时有波的特性,有时粒子的特征;他们不能说一个或另一个。
量子力学中最重要的开发人员是尼尔斯·波尔,欧文薛定谔,马克斯出生维尔纳·海森堡。1913年波尔利用量子理论开发了一个新的模型结构的原子。1926年薛定谔发达的基本量子力学的数学方程。这是完全不同的艾萨克·牛顿运动定律,这是经典物理学的基础,它只表明概率。解薛定谔方程的波函数,和出生的显示,这些函数可以表示某个粒子的可能性在一个给定的地方在给定的时间。根据海森堡的著名不确定性原理1927年是不可能测量粒子的确切位置和精确速度给定moment-even理论上。更准确的测量位置,准确地一个可以测量速度越少,反之亦然。确切的位置和精确速度的概念,事实上,在自然界中没有意义。
