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Propusieron la primera teoría atómica llamada "la discontinuidad de la materia".
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Publicó sus ideas sobre el modelo atómico de la materia y aclaró por primera vez por que las sustancias químicas reaccionaban en proporciones estequiométricas.
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Descubrió partículas cargadas negativamente mediante un experimento de tubo de rayos catódicos y también la primera partícula subatómica, el electrón.
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Se basó el los resultados obtenidos en sus experimentos de bombardeo de láminas delgadas de metales, estableció el modelo atómico nuclear.
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Formula una hipótesis sobre la estructura del modelo atómico, dicha hipótesis dice que el electrón solo puede girar en un cierto número de órbitas establecidas.
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Perfecciono el modelo atómico de bohr intentando paliar los dos principales defectos de este. para eso introdujo dos modificaciones básicas: órbitas casi elípticas para los electrones y velocidades relativistas
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Formuló la teoría de la dualidad onda-corpúsculo.
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Comenzó a desarrollar mecánica matricial, que consiste en las frecuencias y amplitudes de las radiaciones absorbidas y emitidas por el átomo y en los niveles de energía del sistema atómico.
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propuso el modelo atómico actual conocido como:"Ecuación de onda". Planteo la idea de que el electrón podría considerarse como una onda para explicar su comportamiento en el átomo.
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Paul Dirac logro una descripción cuántico-relativista del electrón, predicando la existencia de la antimateria. en las ecuaciones de Dirac y Pascual Jordan aparece el cuarto parámetro con característica cuántica, denominado S.
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Confirmó la existencia de otra partícula subatómica de la que se tenían múltiples sospechas: el neutrón.