Eski kuantum teorisi, 1913’te Niels Bohr’un atom modeliyle belirginleşen ve 1920’lerin ortalarında modern kuantum mekaniğinin gelişmesiyle yerini daha kapsamlı kuramlara bırakan yaklaşımları anlatır. Klasik fizik kavramlarını, atomlardaki enerji ve hareketin belirli izinli değerler alması varsayımıyla birleştirmiştir. Bohr’un modelinde elektronlar belirli enerji durumlarına karşılık gelen yörüngelerde bulunur; durumlar arasındaki geçişlerde enerji alır veya yayar. Einstein’ın ışık kuantumu fikri de dönemin kuantum düşüncesinin gelişiminde rol oynadı. [1][2]
Bohr-Sommerfeld modeli
Bohr’un 1913 tarihli modeli, özellikle hidrojen atomunun tayf çizgilerini açıklamada başarılı oldu. Ancak modelde elektronların belirli yörüngelerde kalması, klasik elektromanyetik kuramla uyuşmuyordu; bu kararlılık, kuramda ayrıca kabul edilen durağan durum varsayımına dayanıyordu. Sommerfeld 1916’da modeli genişleterek dairesel olmayan yörüngeleri, yörüngelerin uzaydaki yönelimlerine ilişkin kuantum koşullarını ve elektronun göreli etkilerden kaynaklanan kütle değişimini hesaba kattı. Yine de kuramın varsayımları her soruna kolayca uygulanabilen tek bir genel yöntem oluşturmuyordu. [1]
Sınırlar ve modern kuantum mekaniği
Bohr-Sommerfeld yaklaşımı en iyi hidrojen gibi tek elektronlu sistemlerde işledi; daha karmaşık atomları açıklarken güçlükler ortaya çıktı. 1920’lerde atom tayfları, moleküller ve ışığın doğası üzerine araştırmalar eski kuramın yetersiz kaldığını gösterdi. Heisenberg 1925’te matris mekaniğini geliştirdi; Schrödinger 1926’da dalga mekaniğini ortaya koydu. Bu yaklaşımlar birlikte modern kuantum mekaniğini oluşturdu ve eski teoride temel alınan klasik elektron yörüngelerini genel açıklamanın merkezinden çıkardı. Eski teori böylece hem sınırlılıkları görülen bir ara aşama hem de kuantum fiziğinin gelişiminde önemli bir tarihsel basamak oldu. [2]