Welke verbeteringen / voordelen heeft de Quantum theorie ten opzichte van zijn voorgangers?

Alles wat met atomen en moleculen te maken heeft, kan alleen worden verklaard en voorspeld met de quantumtheorie.

Neem bijvoorbeeld het meest eenvoudige atoom, het waterstofatoom. Dat bestaat uit een kern waaromheen een elektron draait. Die kern bestaat weer uit een enkel proton.

Een proton waar een elektron omheen draait - dat is een waterstofatoom.

Volgens de klassieke natuurkunde zou het elektron straling moeten uitzenden. Dat zou ertoe leiden dat het elektron energie zou verliezen. Door dat energieverlies zou het elektron steeds dichterbij het proton komen, tot het - binnen een paar milliseconden! - op het proton zou botsen. Dat zou het einde van het waterstofatoom zijn.

In werkelijkheid zien we dat het waterstofatoom buitengewoon stabiel is. Het zendt geen straling uit, en het leeft minimaal vele tientallen miljarden jaren, in plaats van minder dan een milliseconde.

Dit kan alleen worden verklaard met de quantummechanica.

--

Een ander voorbeeld is het spectrum van het licht dat wordt uitgestraald door een heet voorwerp. De vorm van dit spectrum (dus: hoeveel intensiteit elke uitgestraalde golflengte heeft) kan alleen worden verklaard met de quantummechanica. Met de klassieke natuurkunde lukt het niet.

--

Een derde voorbeeld is de wisselwerking tussen licht en materie. Bij bepaalde vormen van wisselwerking zie je dat licht boven een bepaalde golflengte helemaal niets doet; pas wanneer de golflengte van het licht onder een bepaalde waarde komt, gebeurt er ineens van alles wanneer dat licht op materie valt.

De klassieke natuurkunde verwacht een geleidelijke overgang. In werkelijkheid zien we een scherpe grens, en die kan alleen met quantummechanica worden verklaard.

--

De werking van de elektronenmicroscoop kan alleen worden verklaard met quantummechanica. Die zegt immers dat elektronen niet alleen deeltjes zijn, maar ook golven - en zich dus als een soort "licht" gedragen. Volgens de klassieke theorie is dat niet mogelijk.

--

Zo zijn er nog veel meer voorbeelden. Ik houd het maar bij de bovenstaande vier.