1. Radiazione Blackbody:
* Problema: La fisica classica prevedeva che un corpo nero (un assorbitore perfetto e un emettitore di radiazioni) dovrebbe irradiare energia a tutte le frequenze, portando alla "catastrofe ultravioletta" in cui verrebbe emessa energia infinita.
* Soluzione: La meccanica quantistica ha fornito una soluzione quantificando l'energia, il che significa che l'energia potrebbe esistere solo in pacchetti discreti. Ciò ha spiegato la distribuzione osservata delle radiazioni del corpo nero.
2. Effetto fotoelettrico:
* Problema: La fisica classica prevedeva che aumentare l'intensità della luce dovrebbe aumentare l'energia degli elettroni emessi. Tuttavia, gli esperimenti hanno dimostrato che solo la frequenza della luce ha influenzato l'energia dell'elettrone.
* Soluzione: Einstein lo ha spiegato usando il concetto di fotoni, pacchetti di energia luminosa, che hanno dimostrato la natura delle particelle della luce.
3. Spettri atomici:
* Problema: La fisica classica non è riuscita a spiegare le linee spettrali discrete emesse dagli atomi quando eccitati. Prevedeva uno spettro continuo.
* Soluzione: Il modello Bohr dell'atomo ha spiegato queste linee spettrali quantificando i livelli di energia di elettroni in orbita in orbita in orbita La meccanica quantistica in seguito ha fornito una descrizione più sofisticata della struttura atomica.
4. Calore specifico dei solidi:
* Problema: La fisica classica ha previsto che il calore specifico dei solidi dovrebbe essere costante a tutte le temperature, ma gli esperimenti hanno dimostrato che è diminuito a basse temperature.
* Soluzione: La meccanica quantistica lo ha spiegato considerando la quantizzazione dell'energia vibrazionale nei solidi.
5. Dualità a onda-particella:
* Problema: La fisica classica considerava la luce come un'onda e una materia come particelle. Gli esperimenti, come l'esperimento a doppia riduzione, hanno mostrato che sia la luce che la materia possono mostrare un comportamento ad amato d'onda e simile a particelle.
* Soluzione: La meccanica quantistica ha riconciliato questi comportamenti apparentemente contraddittori descrivendo sia la luce che la materia con proprietà simili a onde e di particelle.
6. Relatività:
* Problema: I meccanici classici presumevano che il tempo e lo spazio fossero assoluti. La relatività speciale, sviluppata da Einstein, ha mostrato che il tempo e lo spazio sono relativi e dipendono dal quadro di riferimento dell'osservatore. La relatività generale ha esteso questo per includere la gravità, descrivendola come una curvatura dello spaziotempo.
* Soluzione: La relatività non è strettamente un fallimento della meccanica classica, ma piuttosto un'espansione di essa. È essenziale per comprendere il comportamento degli oggetti che si muovono a velocità molto elevate o in forti campi gravitazionali.
In sintesi: Mentre la meccanica classica è uno strumento potente per descrivere il movimento degli oggetti nella vita di tutti i giorni, si rompe a livello microscopico e ad alte velocità. La meccanica quantistica e la relatività forniscono una descrizione più completa dei fenomeni fisici su queste scale.
