Este greu de realizat faptul ca electronul a fost descoperit acum 100 de ani, in 1897, acest lucru nefiind deloc de asteptat in acea perioada. De remarcat e faptul ca neutronul nu a fost insa descoperit pana in 1932 asa ca nu ar fi firesc sa urmarim inceputurile teoriei cuantice inainte de 1859.

    In 1859, Gustav Kirchhoff a propus o teorema referitoare la radiatia corpului negru. Un corp negru este un obiect care absorbe toata energia de langa el si, deoarece nu reflecta lumina, ii apare unui observator sub forma unui corp de culoare neagra. Un corp negru este deasemenea si un emitator perfect si Kirchhoff a demonstrat ca energia emisa E depinde numai de temperatura T si de frecventa v a energiei emise, astfel incat:

E=J(T,v).

El a provocat apoi fizicienii sa gaseasca functia J.

    In 1879 Josef Stefan a propus, pe baze experimentale, ca energia totala emisa de un corp fierbinte sa fie proportionala cu a patra putere a temperaturii. In conditiile generale date de Stefan aceasta teorie este falsa. La aceeasi concluzie referitoare la radiatia corpurile negre a ajuns in 1884 si fizicianul Ludwig Boltzmann, de aceasta data prin intermediul unor consideratii teoretice folosindu-se de termodinamica si de teoria electromagnetica a lui Maxwell. Rezultatul, cunoscut acum ca legea Stefan-Boltzmann, nu a raspuns in intregime provocarii lui Kirchoff atata timp cat nu continea raspunsul referitor la lungimile de unda specifice.

    In 1986 si Wilhelm Wien a propus o solutie provocarii lui Kirchoff. Totusi, desi solutia sa se baza pe observatii experimentale apropiate asupra unor valori mici ale lungimilor de unda, s-a aratat, de catre Rubens si Kurlbaum, ca aceasta solutie nu mai e valabila pentru infrarosul indepartat.

    Kirchoff, care profesase pana acum in Heidelberg, s-a mutat in Berlin, catedra acestuia din Heildeberg fiindu-i oferita lui Boltzmann, care insa o va refuza. Postul i-a fost oferit apoi lui Hertz care deasemenea l-a refuzat asa ca i-a fost oferit pana la urma lui Plank, care il va accepta.

    Rubens, vizitandu-l pe Plank in octombrie1900, i-a explicat acestuia rezultatele sale referitoare la teorema propusa de Kirchoff. Dupa numai cateva ore de la plecarea lui Rubens din casa lui Planck, acesta din urma a dedus formula corecta pentru functia J a lui Kirchoff. Aceasta deducere s-a potrivit experimental foarte bine cu toate lungimile de unda, insa Planck nu era satisfacut in intregime de aceasta si a incercat sa gaseasca o derivare teoretica a formulei.

    Pentru aceasta, Planck a facut un pas fara precedent prin considerarea faptului ca energia totala este alcatuita din elemente de energie ce nu se pot distinge- cuanta de energie. El a scris:

“Experienta va dovedi daca aceste ipoteze se realizeaza in natura.”

    Planck insusi ii dadu credit lui Boltzmann pentru metodele sale statistice insa abordarea lui Planck era total diferita. Totusi teoria deriva acum dintr-un experiment si se baza pe ipoteze fara baze experimentale. Planck va castiga in 1918 Premiul Nobel pentru Fizica pentru aceasta lucrare.

    In 1905 Einstein a examinat efectul fotoelectric. Efectul fotoelectric este emisia de electroni de catre unele metale sau semiconductori sub actiunea luminii. Teoria electromagnetica a luminii dadea rezultate diferite de cele experimentale. Einstein a propus o teorie cuantica a luminii pentru a rezolva dificultatea si apoi a realizat ca teoria lui Planck se foloseste implicit de ipotezele luminii cuantice. Prin 1906 Einstein a dedus corect faptul ca energia se cuantifica in cuante care sunt multipli de hv, unde h este constanta lui Planck si v este frecventa. Einstein a primit in 1921 Premiul Nobel pentru Fizica pentru aceasta lucrare asupra efectului fotoelectric.

    In 1913 Niels Bohr a scris o lucrare revolutionara despre atomul de hidrogen. El a descoperit cea mai mare parte a legilor liniilor spectrale. Aceasta lucrare l-a facut pe Niels Bohr sa intre in posesia Premiului Nobel pentru Fizica, din 1922.

   In 1924, Niels Bohr, Kramers and Slater au facut o propunere teoretica interesanta referitoare la interactia dintre lumina si materie, care respingea protonul. Desi propunerea facuta era eronata cei trei au realizat o importanta munca experimentala. Niels Bohr a specificat chiar unele paradoxuri certe, aparute in cercetarea sa:

1. Cum poate energia sa se conserve, cand unele schimbari energetice sunt continue si unele sunt discontinue.
2. Cum stie electronul cand sa emita energie.

Einstein insusi a fost foarte incurcat de paradoxul(2) prezentat iar fizicianul Pauli i-a spus imediat lui Niels Bohr ca el nu crede aceasta teorie. Experimentele de mai tarziu vor spulbera orice rezistenta de a crede in electron, pentru ca se vor gasi alte cai pentru a rezolva aceste paradoxuri.

Anul 1924 avea sa vada publicarea unei alte lucrari esentiale. Aceasta era scrisa de Satyendra Nath Bose si fusese respinsa intial publicarii. Bose a trimis apoi manuscrisul lui Einstein care a observat imediat importanta lucrarii lui Bose si a aranjat publicarea acesteia. Bose propunea conditii diferite pentru foton. El propunea deasemenea faptul ca nu exista nici o conservare a numarului de fotoni si in locul independentei statistice a particulelor, Bose introducea particulele in celule si pomenea de independenta statistica a celulelor. Timpul va arata ca Bose avea dreptate asupra tuturor acestor ipoteze.

Observatiile si lucrarile continuau mai departe in timpul prezentarii ipotezelor lui Bose, acestea avand deasemenea si ele o importanta fundamentala. Tezele doctorale ale lui Louis de Brouglie au fost prezentate, fapt care a dus la extinderea conceptului de particula-unda a luminii catre toate particulele, in particular pentru electroni. Schroedinger a publicat in 1906 a lucrare care oferea ecuatia sa pentru atomul de hidrogen, punind primii pasi ai mecanicii ondulatorii. Schroedinger a introdus operatori asociati cu fiecare variabila a dinamicii.