أقل كمية من الطاقة يمكن أن تكتسبها الذرة أو تفقدها هي الكم. ويعرف الكم بأنه وحدة أساسية من الطاقة، وهو لا يمكن أن ينقسم إلى كميات أصغر.
يعود مفهوم الكم إلى العالم الفيزيائي الألماني ماكس بلانك، الذي اقترح في عام 1900 أن الطاقة يمكن أن تنتقل في وحدات منفصلة، بدلاً من أن تكون مستمرة. وقد ساعد هذا الاكتشاف في تفسير العديد من الظواهر الفيزيائية، مثل الإشعاع الحراري وإصدار الضوء من الذرات.
في حالة الذرات، فإن الإلكترونات تدور حول النواة في مدارات محددة. وكل مدار له طاقة معينة، ولا يمكن للإلكترون الانتقال من مدار إلى آخر إلا إذا اكتسب أو فقد كمية معينة من الطاقة. وتكون هذه الكمية مساوية لفارق الطاقة بين المدارين.
على سبيل المثال، إذا كان الإلكترون في مدار له طاقة قدرها 100 وحدة، فإنه يمكن أن ينتقل إلى مدار له طاقة قدرها 120 وحدة إذا اكتسب 20 وحدة من الطاقة. ويمكنه أيضًا الانتقال إلى مدار له طاقة قدرها 80 وحدة إذا فقد 20 وحدة من الطاقة.
وهذا يعني أن الذرة يمكن أن تكتسب أو تفقد كمية من الطاقة فقط إذا كانت هذه الكمية مساوية لفارق الطاقة بين مدارين. ولا يمكنها اكتساب أو فقدان كمية أقل من ذلك.
ويمكن تفسير هذا السلوك الكمي للإلكترونات بنظرية ميكانيكا الكم، التي تتعامل مع سلوك المادة على المستوى الذري. وتنص هذه النظرية على أن المادة لها خصائص موجية وكورية، وأنها لا يمكن وصفها بالكامل باستخدام قوانين الفيزياء الكلاسيكية.
وتمثل ظاهرة الكم أهمية كبيرة في العديد من المجالات العلمية، مثل الفيزياء والكيمياء والطب. وتستخدم هذه الظاهرة في تطوير العديد من التقنيات الحديثة، مثل أشعة الليزر وأجهزة الكمبيوتر الكمومية.
