Quạntentheorie

Den Ausgangspunkt bildete (1900) die Entdeckung von M. Planck, dass man die Energiedichte der Lichtstrahlung eines schwarzen Körpers nur dann richtig berechnen kann, wenn man annimmt, dass alle Lichtenergie nur in ganzzahligen Vielfachen von h · ν abgegeben (emittiert) werden kann. Dabei ist ν die Frequenz des Lichtes und h eine universelle Konstante, das Planck’sche Wirkungsquantum (h = 6,6 · 10^–34J · s). Während Planck dieses Gesetz unter der Annahme von harmonischen Oszillatoren ableitete, zeigte A. Einstein durch seine Erklärung der Lichtabsorption beim Photoeffekt die Gültigkeit auch für Atome. Damit war die Möglichkeit gegeben, die diskontinuierliche (quantenhafte) Lichtemission und -absorption von Atomen zu verstehen (Lichtquantentheorie). N. Bohr und A. Sommerfeld gaben eine Theorie der Spektrallinien, die allerdings noch einige Widersprüche aufzeigte; das dabei von Bohr benutzte Korrespondenzprinzip führte W. Heisenberg zu seiner Matrizendarstellung der Quantenmechanik, der Matrizenmechanik, einer abstrakten mathematischen Theorie, mit der alle Experimente widerspruchsfrei erklärt werden konnten. – Ein anderer Zugang zum Bau der Atome war die Vermutung von L. de Broglie, dass nicht nur das Licht, sondern auch alle Materie Wellencharakter habe. Dies wurde durch Experimente bestätigt und von E. Schrödinger in seiner Wellenmechanik mathematisch verarbeitet.