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Fu il primo a tentare una classificazione degli elementi della tavola periodica
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Enunciò la legge delle ottave, ordinando gli elementi sino ad allora noti secondo la massa atomica crescente
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Propose una prima classificazione degli elementi nel 1869; la versione del 1871 è la più simile a quella attuale
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Inventò il tubo a vuoto
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Scoprì la natura dei raggi catodici e la natura corpuscolare degli elettroni
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Inventò la costante di Planck
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Condusse degli esperimenti con fasci di luce
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Studiò le proprietà dei raggi X emessi dagli atomi quando sono bombardati con elettroni dotati di alta velocità
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Propose un modello atomico, in cui l'energia del fotone emesso o assorbito corrisponde alla differenza di energia tra le due orbite
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Completò il modello atomico di Bohr
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Determinò la doppia natura dell'elettrone e inventò le cosiddette "Onde di de Broglie"
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Scoprì i numeri quantici e gli orbitali
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Determinò il principio di indeterminazione di Heisenberg
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Scoprì i neutroni
