1. Blackbody -strålning:
* Problem: Klassisk fysik förutspådde att en svartkropp (en perfekt absorberare och utsläpp av strålning) bör utstrålar energi vid alla frekvenser, vilket leder till den "ultravioletta katastrofen" där oändlig energi skulle släppas ut.
* Lösning: Kvantmekanik gav en lösning genom att kvantisera energi, vilket innebär att energi bara kunde existera i diskreta paket. Detta förklarade den observerade fördelningen av svartkroppsstrålning.
2. Fotoelektrisk effekt:
* Problem: Klassisk fysik förutspådde att ökning av ljusets intensitet skulle öka energin hos utsända elektroner. Emellertid visade experiment att endast ljusfrekvensen påverkade elektronens energi.
* Lösning: Einstein förklarade detta med hjälp av begreppet fotoner, paket med ljusenergi, som visade ljusets partikel.
3. Atomspektra:
* Problem: Klassisk fysik kunde inte förklara de diskreta spektrala linjerna som släpptes ut av atomer när de är upphetsade. Det förutspådde ett kontinuerligt spektrum.
* Lösning: Bohr -modellen för atomen förklarade dessa spektrala linjer genom att kvantisera energinivåerna för elektroner som kretsar runt kärnan. Kvantmekanik gav senare en mer sofistikerad beskrivning av atomstrukturen.
4. Specifikt värme av fasta ämnen:
* Problem: Klassisk fysik förutspådde att den specifika värmen från fasta ämnen skulle vara konstant vid alla temperaturer, men experimenten visade att det minskade vid låga temperaturer.
* Lösning: Kvantmekanik förklarade detta genom att överväga kvantiseringen av vibrationsenergi i fasta ämnen.
5. Wave-Particle Duality:
* Problem: Klassisk fysik betraktade ljus som en våg och materia som partiklar. Experiment, som det dubbla slitsexperimentet, visade att både ljus och materia kan uppvisa vågliknande och partikelliknande beteende.
* Lösning: Kvantmekanik förenade dessa till synes motsägelsefulla beteenden genom att beskriva både ljus och materia som att ha både vågliknande och partikelliknande egenskaper.
6. Relativitet:
* Problem: Klassisk mekanik antog att tiden och rummet är absoluta. Särskild relativitet, utvecklad av Einstein, visade att tid och rum är relativt och beror på observatörens referensram. Allmän relativitet utvidgade detta till att omfatta tyngdkraften och beskriver det som en krökning av rymdtiden.
* Lösning: Relativitet är inte strikt ett misslyckande med klassisk mekanik, utan snarare en utvidgning av den. Det är viktigt för att förstå beteendet hos föremål som rör sig i mycket höga hastigheter eller i starka gravitationsfält.
Sammanfattningsvis: Medan klassisk mekanik är ett kraftfullt verktyg för att beskriva föremålens rörelse i vardagen, bryts det ner på mikroskopisk nivå och i mycket höga hastigheter. Kvantmekanik och relativitet ger en mer fullständig beskrivning av fysiska fenomen i dessa skalor.
