In questo capitolo analizziamo fenomeni empirici che vengono spiegati prendendo in considerazione la natura quantistica della materia. Studiamo il comportamento peculiare mostrato dalla capacità termica nei solidi a bassa temperatura, introducendo il concetto di fononi vibrazionali. Seguendo l’approccio di Einstein e Debye, il solido può essere visto come un gas di fononi caratterizzato da una specifica distribuzione termica quantistica, simile a quella dei fotoni della radiazione del corpo nero. Consideriamo anche la quantizzazione dei livelli energetici proposta nel 1913 da Bohr per l’atomo di idrogeno e i tre principali meccanismi di transizioni elettromagnetiche per atomi e molecole: assorbimento, emissione spontanea ed emissione stimolata.