Dividido em quatro partes para caber nos posts, este breve resumo de física moderna foi escrito de forma que o leitor possa ter algo simples, de fácil entendimento e, sobretudo, confiável.

O princípio de energia, segundo os moldes quânticos, se dá de forma tanto quanto, a priori, irracional, de forma que ela não segue princípios lógicos. Toda a matemática utilizada na obtenção de dados próximos do real está embasada em princípios quânticos, segundo a tão bela Física Moderna, que mudou os rumos da física clássica (newtoniana) de tal forma que observar certo fenômeno físico como prova de certa teoria já não era método funcional. Tudo se tornou impalpável e estranho; desconhecido e belo; impreciso e magnífico. Toda a harmonia que regia o universo dissolveu-se numa solução indistinguível. A física se tornou um mistério.

A física do século XX

A física pretérita à Moderna  seguia princípios harmônicos, com base em conceitos que se formavam a partir da filosofia do pensar e da arte do fazer. Galileu Galilei lançou as bases do método científico rigoroso, criou pensamentos relativísticos ( relatividade  galileana) a respeito de corpos em movimento, em queda livre e, com base em matemática e experimentos, provou que corpos em queda livre, independentemente de suas massas, chegam à superfície com mesmo tempo de queda. Kepler surgiu com suas leis das órbitas, das áreas e dos períodos, e com ele, tornou-se existente a astrofísica, portanto Kepler foi o primeiro astrofísico!
Com tudo isso, ainda faltava unificar as leis físicas terrenas com as do universo. Aqui entra em cena Isaac Newton, considerado por muitos cientistas o maior físico de todos os tempos. Ele conseguiu, após muita dedicação, trabalho e genialidade, criar leis que obedecem, ao menos para objetos rígidos fora das faixas das partículas atômicas e subatômicas e com incríveis velocidade e massa, harmonicamente o observado na natureza.
Após o surto científico ocorrido no século XVIII e com ele o surgimento de novas teorias que explicam satisfatoriamente inúmeros fenômenos físicos, e com os trabalhos de Maxwell no campo do eletromagnetismo,  tornou-se possível pensar em coisas maiores e que tinham implicações profundas, as quais mudariam plenamente a face da física até então conhecida: a teoria quântica e da Relatividade Geral.
Neste ínterim surgem os maiores cientistas do século XX com pensamentos inovadores e importantes á nossa compreensão tanto do macrouniverso ( aquele universo tão acima de nossa escala) quando do microuniverso( aquele universo  misterioso, duvidoso, belo e magnífico mundo das partículas atômicas e subatômicas): Max Planck, Einstein, Dirac, dentre muitos outros. Eles fundaram a Física Moderna, da qual trataremos, especificamente, do quantum e de sua importância na propagação da energia, principalmente em termologia, o calor, que como sabemos é energia térmica em trânsito.

"É verdade, antes a física era mais simples, harmônica e, portanto, mais satisfatória." Esta frase, escrita por Max Planck em 1922, soa quase irônica, vinda de um dos cientistas que mais contribuíram para destruir o edifício milenar das ciências naturais clássicas.
A termodinâmica ocupou o jovem Planck desde cedo. Sua tese de formatura se intitulava Sobre a segunda lei da teoria mecânica do calor. Em 1894, ano em que ingressou na Academia Prussiana de Ciências, voltou a atenção para uma questão aparentemente simples: por que, ao ser aquecido, um ferro primeiro irradia luz vermelha, depois amarela e finalmente branca?
Dois obstáculos se interpunham à compreensão do fenômeno. Por um lado, a imagem do mundo físico vigente se baseava na certeza de que todas as mudanças de estado ocorrem de forma absolutamente gradativa. Uma noção sintetizada em 1751 na frase "Natura non facit saltus" – A natureza não dá saltos –, do botânico sueco Carl von Linné, porém já presente nas formulações de Aristóteles ou na Lei da Continuidade de Gottfried Leibniz (1646-1716), considerada inabalável.
Por outro lado, para descrever a distribuição de energia no exemplo do ferro em brasa, eram necessárias duas fórmulas, uma para as ondas longas, no extremo vermelho do espectro, outra para as ondas curtas, na região ultravioleta.
Em outubro de 1900, Planck conseguiu superar este obstáculo. Através de interpolação matemática, ele derivou uma terceira equação, que explica perfeitamente os dados observados experimentalmente. Mais tarde, contrariado, atribuiria essa nova fórmula da radiação a um golpe de sorte, uma "suposição afortunada". Pior ainda, a conclusão lógica de suas descobertas foi a suspensão da Lei da Continuidade.
 
Durante uma sessão da Sociedade Alemã de Física, em 14 de dezembro do mesmo ano, Planck apresentou o resultado de suas pesquisas. A irradiação de calor não ocorreria na forma de um fluxo constante de energia, mas sim em pequenas porções, chamadas "quanta" (plural de quantum). Os espaços mínimos entre estas unidades são os "saltos quânticos" – termo em breve incorporado à linguagem do dia-a-dia.

Segundo Michael Bonitz, diretor do Instituto de Física Teórica da Universidade de Kiel, "sem as idéias de Planck, seriam impensáveis o desenvolvimento dos transistores, lasers e os avanços da moderna tecnologia informática".
Planck influenciou decisivamente no efeito fotoelétrico. Sabia-se que uma superfície metálica emite um fluxo de energia (elétrons) sob a influência da luz, sem que se pudesse explicar por quê. Em 1905 Albert Einstein aplicou com sucesso a hipótese quântica ao fenômeno, atribuindo-o à ação dos "fótons" – quanta de luz.

O mistério que rodeava os físicos estava ligado à descoberta, feita pelo físico alemão Heinrich Hertz em 1887, de que a luz era uma onda eletromagnética (confirmando as previsões de Maxwell). Hertz também descobrira que certos tipos de luz, como a ultravioleta, podem fazer faíscas saltarem de placas metálicas. Mas outras freqüências, como o vermelho e o verde, não tinham essa capacidade. O fenômeno foi batizado de “efeito fotoelétrico” e sua explicação desafiava as equações do Eletromagnetismo de Maxwell.
A solução de Einstein para o problema foi propor que a luz não se comporta sempre como onda: ela é composta de “pacotes” discretos ou quanta (plural de quantum, palavra latina que significa “indivisível”).
Quanto significa unidades mínimas de energia, assim como os centavos descrevem as unidades mínimas de alguns sistemas monetários. Cada freqüência de luz, afirmou Einstein, tem o seu quantum. Essa partícula, mais tarde, receberia o nome de fóton.
Com a luz sendo transportada por esses pacotes, ficava fácil explicar o efeito fotoelétrico. Imagine uma mesa de pingue-pongue cuja superfície esteja coberta por bolas. A mesa representa uma placa metálica e as bolas, os elétrons. Quando um fóton de alta energia (ultravioleta, por exemplo) é atirado contra a mesa, ele é capaz de arrancar uma bolinha. A placa perde um elétron (de carga negativa), ficando positiva – daí a eletrificação. Fótons de energias mais baixas, como os da luz verde e vermelha, não têm a força necessária para fazer saltar uma bolinha. Por este trabalho, Albert Einstein ganhou seu único prêmio Nobel.