La teoría cuántica estudia el comportamiento de la luz y la materia a escala atómica.
La luz tiene un carácter dual ya que, al propagarse, se comporta como una onda; pero, cuando interacciona con la materia, se comporta como un haz de corpúsculos, llamados fotones. Por este descubrimiento se le concedió a Albert Einstein el Premio Nobel de Física en 1921.
Los electrones, a veces, presentan propiedades típicas de las ondas, como la difracción. Esto se debe a que los electrones, al igual que los fotones, también tienen propiedades corpusculares y ondulatorias.
El comportamiento ondulatorio de los electrones dificulta establecer su posición precisa en un momento determinado. Para medir su posición exacta en un momento, se debe perturbar su estado mediante la interacción de otra partícula o rayo. Tal como establece el principio de incertidumbre, no es posible conocer simultáneamente la posición y el momento lineal de una partícula subatómica.
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