Kuantum Fiziğinin ortaya çıkışı ve 20. Yüzyıl Fiziği-7
Aynı yıl, Fransız Fizikçi Luis de Broglie (1892-1987) ispatlanmış olan ışığın parçacıklı yapısının yanısıra parçacıklara bir dalganın eşlik etmesi gerektiği söylemiştir. Madde dalgası adını verdiği bu dalgayı teorik olarak ortaya koymuştur. Foton hipoteziyle dalgaların tanecik karakteri taşıdığı kanıtlandıktan sonra de Broglie 1923 yılında hazırladığı doktora tezinde maddesel parçacıklara da bir dalga eşlik etmesini gerektiğini söylemiştir. Bu düşünce sayesinde de Broglie 1929 yılı Nobel Fizik ödülünü kazanmıştır.
Amerikalı Clinton Davisson (1881-1958) ve Lester Germer (1896-1971) tarafından 1927’de gerçekleştirilen Davisson-Germer deneyi dalgalara ait bir özellik olan kırınımın elektronlar tarafından da geçekleşebileceğini ortaya koymuştur. Bu deney de Broglie tarafından öne sürülen dalga-parçacık ikililiği hipotezini doğrulamış olması bakımından tarihsel önem taşımaktadır. Davisson-Germer deneyi bu hipotezi doğrulayarak dalga mekaniğinin kuruluşuna önemli bir katkıda bulunmuştur. Bu deney sayesinde bu iki bilim adamı 1937 yılı Nobel Fizik ödülünü kazanmıştır.
Kuantum düşüncesinin ortaya çıkması ve hızla birçok uygulama alanı bulmasıyla birlikte atom modelleri konusunda da yeni gelişmeler meydana gelmeye başlamıştır. Avusturya asıllı İsviçreli Fizikçi Wolfgang Pauli (1900-1958) tarafından 1925 kendi isimiyle anılan bir ilke ortaya konmuştur. Pauli Dışarlama İlkesi olarak bilinen bu ilkeye göre bir atomda iki elektronun aynı anda bütünüyle aynı kuantum sayılarına sahip olamayacakları ifade edilmiştir.
Pauli’den önce elektronun enerji seviyesini gösteren üç tane kuantum sayısı (baş kuantum sayısı, orbital kuantum sayısı ve manyetik kuantum sayısı) belirtilmiş, Pauli bunlara ek olarak elektronun spini ile ilgili dördüncü bir kuantum sayısının gerekliliğini ifade etmiştir. Bu da spinin saat yönünde veya ters yönde olabileceği şeklindedir. Pauli’ye göre, en fazla iki elektron yerleşebilen bir orbitale spini belirli bir yönde olan bir elektron yerleşmişse aynı orbitale yerleşecek ikinci elektron ise diğer yönde spine sahip olmalıdır. Pauli bu prensibiyle 1945’te Nobel Fizik ödülünü kazanmıştır.
