La meccanica quantistica è una branca della fisica che si è sviluppata e consolidata nella prima metà del XX secolo, per supplire all'inadeguatezza della meccanica classica nello spiegare fenomeni e proprietà quali la radiazione di corpo nero, l'effetto fotoelettrico, il calore specifico dei solidi, gli spettri atomici, la stabilità degli atomi, l'effetto Compton: alcuni esperimenti effettuati nei primi trent'anni del XX secolo suggerivano, per esempio, la necessità di introdurre l'ipotesi di un comportamento particellare della luce e di postulare l'esistenza di livelli discreti di energia.

 

Pacchetto d'onda senza dispersione.

In fisica il pacchetto d'onda è un pacchetto contenente un numero arbitrario di onde.

In particolare, in meccanica quantistica il pacchetto d'onda descrive la probabilità che una particella o più particelle in uno stato abbiano una data posizione ed un dato momento.

Ai primi del 1900, la meccanica classica aveva fallito nell'interpretare fenomeni fisici quali la radiazione di corpo nero. La dualità onda-corpuscolo, proposta da Einstein nello studio dell'effetto fotoelettrico, fu considerata "naturale", solo a partire dagli anni '30 del 1900. La base di questo successo fu la fondazione teorica della meccanica quantistica ed i suoi successi sperimentali.

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Principi della meccanica quantistica

Postulati della meccanica quantistica · Collasso della funzione d'onda · Principio di indeterminazione di Heisenberg · Regola di quantizzazione di Dirac

Fenomenologia della meccanica quantistica

Effetto fotoelettrico (1887) · Formula di Rydberg (1888) · Legge di Planck (1901) · Esperimento di Millikan (1909) · Esperimento di Franck-Hertz (1914) · Effetto Compton (1922) · Esperimento di Stern-Gerlach (1922) · Esperimento di Davisson-Germer 1927 · Esperimento della doppia fenditura (1961)

Formalismo della meccanica quantistica

Notazione bra-ket · Funzione d'onda · Operatore hamiltoniano · Equazione di Schrödinger · Teorema di Ehrenfest · Principio di esclusione di Pauli · Teoria perturbativa

Momento angolare e spin

Quantizzazione del momento angolare · Momento angolare orbitale · Spin · Momento angolare totale · Composizione di operatori momento angolare · Coefficienti di Clebsch-Gordan

Interpretazioni della meccanica quantistica

Interpretazione di Copenaghen · Interpretazione di Bohm · Interpretazione a molti mondi

Chimica quantistica

Metodo di Hartree-Fock · Metodo di Hartree-Fock-Roothaan · Teoria del funzionale della densità