Niels Bohr Biografi og bidrag

3812
Basil Manning

Niels Bohr (1885-1962) var en dansk fysiker som vant Nobelprisen i fysikk i 1922, for sin forskning knyttet til strukturen til atomer og deres strålingsnivå. Oppvokst og utdannet i europeiske land, ved de mest prestisjefylte engelske universitetene, var Bohr også en kjent forsker og nysgjerrig på filosofi..

Han jobbet sammen med andre anerkjente forskere og nobelpristagere, som J.J. Thompson og Ernest Rutherford, som oppfordret ham til å fortsette sin forskning i atomområdet.

Bohrs interesse for atomstruktur fikk ham til å bla mellom universitetene til han fant en som ville gi ham rom til å utvikle sin forskning på egne premisser..

Niels Bohr startet fra oppdagelsene Rutherford gjorde for å fortsette å utvikle dem til han kunne trykke sitt eget avtrykk på dem..

Bohr kom til å ha en familie på mer enn seks barn, var veileder for andre vitenskapelige eminenser som Werner Heisenberg og president for Det Kongelige Danske Vitenskapsakademi, samt medlem av andre vitenskapelige akademier rundt om i verden..

Artikkelindeks

  • 1 Biografi
    • 1.1 Studier
    • 1.2 Forholdet til Ernest Rutherford
    • 1.3 Nordisk institutt for teoretisk fysikk
    • 1.4 Københavns skole
    • 1.5 2. verdenskrig
    • 1.6 Gå hjem og død
  • 2 Bidrag og funn av Niels Bohr
    • 2.1 Atomets modell og struktur
    • 2.2 Kvantebegreper på atomnivå
    • 2.3 Oppdagelse av Bohr-van Leeuwen-teoremet
    • 2.4 Prinsippet om komplementaritet
    • 2.5 Københavns tolkning
    • 2.6 Oppbygging av det periodiske systemet
    • 2.7 Atomreaksjoner
    • 2.8 Forklaring av kjernefysisk fisjon
  • 3 Referanser

Biografi

Niels Bohr ble født 7. oktober 1885 i København, hovedstaden i Danmark. Niels far ble kalt Christian og han var professor i fysiologi ved Københavns universitet.

På sin side var Niels 'mor Ellen Adler, hvis familie var økonomisk privilegert, ettersom hun hadde innflytelse i det danske bankmiljøet. Niels familiesituasjon tillot ham å få tilgang til en utdannelse som ble ansett som privilegert på den tiden.

Studier

Niels Bohr ble interessert i fysikk, og studerte den ved Universitetet i København, hvorfra han oppnådde en mastergrad i fysikk i 1911. Senere reiste han til England, hvor han studerte ved Cavendish Laboratory ved University of Cambridge..

Hovedmotivasjonen for å studere der var å motta veiledningen til Joseph John Thomson, en kjemiker av engelsk opprinnelse som mottok Nobelprisen i 1906 for oppdagelsen av elektronet, spesielt for sine studier om hvordan elektrisitet beveger seg gjennom gasser.

Bohrs intensjon var å oversette doktorgradsavhandlingen, som nettopp var relatert til studiet av elektroner, til engelsk. Imidlertid viste Thomson ingen reell interesse for Bohr, og det er grunnen til at sistnevnte bestemte seg for å dra derfra og sette kursen mot University of Manchester.

Forholdet til Ernest Rutherford

Mens han var ved University of Manchester, hadde Niels Bohr muligheten til å dele med den britiske fysikeren og kjemikeren Ernest Rutherford. Han hadde også vært Thomsons assistent og deretter vunnet Nobelprisen. Bohr lærte mye av Rutherford, spesielt innen radioaktivitet og modeller av atomet..

Med tiden gikk samarbeidet mellom de to forskerne og deres vennlige bånd vokste. En av hendelsene der begge forskere samhandlet i eksperimentfeltet, var relatert til modellen for atomet som ble foreslått av Rutherford.

Denne modellen var sant i den konseptuelle sfæren, men det var ikke mulig å tenke den ved å innramme den i lovene til klassisk fysikk. Gitt dette våget Bohr å si at årsaken til dette var at dynamikken til atomer ikke var underlagt lovene i klassisk fysikk..

Nordisk institutt for teoretisk fysikk

Niels Bohr ble ansett som en sjenert og innadvendt mann, men en serie essays som han publiserte i 1913, ga ham bred anerkjennelse innen det vitenskapelige feltet, noe som gjorde ham til en anerkjent offentlig person. Disse essayene var relatert til hans oppfatning av atomets struktur.

I 1916 reiste Bohr til København og der, i hjembyen, begynte han å undervise teoretisk fysikk ved Københavns universitet, hvor han studerte..

Å være i den posisjonen og takket være berømmelsen han tidligere hadde anskaffet, samlet Bohr nok penger som var nødvendige for å opprette Nordisk institutt for teoretisk fysikk i 1920.

Den danske fysikeren ledet dette instituttet fra 1921 til 1962, året da han døde. Senere endret instituttet navn til Niels Bohr Institute, til ære for grunnleggeren.. 

Svært snart ble dette instituttet en referanse når det gjelder de viktigste oppdagelsene som ble gjort på det tidspunktet knyttet til atomet og dets konformasjon.

På kort tid var Nordisk institutt for teoretisk fysikk på nivå med andre universiteter med større tradisjon i området, som de tyske universitetene i Göttingen og München..

Københavns skole

1920-tallet var veldig viktig for Niels Bohr, siden han i løpet av de årene utga to av de grunnleggende prinsippene i teoriene: korrespondanseprinsippet, utgitt i 1923, og prinsippet om komplementaritet, lagt til i 1928..

De nevnte prinsippene var grunnlaget for at Københavns kvantemekaniske skole, også kalt Copenhagen Interpretation, begynte å dannes..

Denne skolen fant motstandere i store forskere som Albert Einstein selv, som etter motstand mot forskjellige tilnærminger endte med å anerkjenne Niels Bohr som en av de beste vitenskapelige forskerne i tiden..

På den annen side mottok han i 1922 Nobelprisen i fysikk for sine eksperimenter knyttet til atomstrukturering, og det samme året ble hans eneste sønn, Aage Niels Bohr, født, som til slutt trente på instituttet som Niels ledet. Senere ble han direktør for den, og i tillegg mottok han i 1975 Nobelprisen i fysikk.

I løpet av 1930-tallet bosatte Bohr seg i USA og fokuserte på å gjøre kjent kjernefysisk felt. Det var i denne sammenhengen Bohr bestemte den fissile karakteristikken som plutonium hadde.

På slutten av dette tiåret, i 1939, vendte Bohr tilbake til København og mottok utnevnelsen av president for Det Kongelige Danske Vitenskapsakademi..

Andre verdenskrig

I 1940 var Niels Bohr i København, og som et resultat av andre verdenskrig, tre år senere, ble han tvunget til å flykte til Sverige sammen med familien, fordi Bohr hadde jødisk opprinnelse..

Fra Sverige reiste Bohr til USA. Der slo han seg ned og ble med på samarbeidsteamet for Manhattan-prosjektet, som produserte den første atombomben. Dette prosjektet ble utført i et laboratorium med lokalisering til Los Alamos, i New Mexico, og under hans deltakelse i nevnte prosjekt skiftet Bohr navn til Nicholas Baker.

Gå hjem og døden

På slutten av andre verdenskrig kom Bohr tilbake til København, hvor han igjen ble direktør for Nordisk institutt for teoretisk fysikk og alltid foreslo anvendelse av atomenergi med nyttige mål, og alltid søkte effektivitet i forskjellige prosesser..

Denne tilbøyeligheten skyldes det faktum at Bohr var klar over den store skaden som kunne oppstå av det han oppdaget, og samtidig visste han at det var et mer konstruktivt verktøy for denne typen kraftig energi. Så siden 1950-tallet viet Niels Bohr seg til å holde foredrag med fokus på fredelig bruk av atomenergi..

Som vi nevnte tidligere, savnet ikke Bohr omfanget av atomenergi, så i tillegg til at han talte for riktig bruk, fastslo han også at det var regjeringer som skulle sørge for at denne energien ikke ble brukt på en destruktiv måte..

Denne forestillingen ble presentert i 1951, i et manifest signert av mer enn hundre anerkjente forskere og forskere på den tiden..

Som en konsekvens av denne aksjonen, og av hans tidligere arbeid til fordel for fredelig bruk av atomenergi, tildelte Ford Foundation i 1957 ham Atoms for Peace-prisen, gitt til personligheter som prøvde å fremme den positive bruken av denne typen energi ..

Niels Bohr døde 18. november 1962 i København, hjembyen, 77 år gammel..

Niels Bohr bidrag og funn

Bohr og Albert Einstein

Atomens modell og struktur

Niels Bohrs atommodell regnes som et av hans største bidrag til fysikk og vitenskap generelt. Han var den første til å stille ut atomet som en positivt ladet kjerne omgitt av elektroner i bane..

Bohr klarte å oppdage den indre arbeidsmekanismen til et atom: elektroner er i stand til å kretse uavhengig rundt kjernen. Antallet elektroner som er til stede i kjernens ytre bane bestemmer egenskapene til det fysiske elementet.

For å oppnå denne atommodellen brukte Bohr Max Plancks kvanteteori på den atommodellen som ble utviklet av Rutherford, og oppnådde som et resultat modellen som ga ham Nobelprisen. Bohr presenterte atomstrukturen som et lite solsystem.

Kvantebegreper på atomnivå

Det som førte til at Bohrs atommodell ble ansett som revolusjonerende, var metoden han brukte for å oppnå den: anvendelsen av kvantefysikkteorier og deres innbyrdes forhold til atomfenomener..

Med disse applikasjonene var Bohr i stand til å bestemme bevegelsene til elektronene rundt atomkjernen, samt endringene i deres egenskaper..

På samme måte, gjennom disse konseptene, var han i stand til å få en forestilling om hvordan materie er i stand til å absorbere og avgi lys fra de mest umerkelige indre strukturer..

Oppdagelse av Bohr-van Leeuwen-teoremet

Teoremet Bohr-van Leeuwen er en teorem som brukes på området mekanikk. Arbeidet først av Bohr i 1911 og senere supplert av van Leeuwen, klarte anvendelsen av denne teorem å differensiere omfanget av klassisk fysikk versus kvantefysikk..

Teoremet sier at magnetiseringen som følge av anvendelsen av klassisk mekanikk og statistisk mekanikk alltid vil være null. Bohr og van Leeuwen klarte å skimte visse konsepter som bare kunne utvikles gjennom kvantefysikk.

I dag er setningen til begge forskere vellykket brukt i områder som plasmafysikk, elektromekanikk og elektroteknikk..

Prinsippet om komplementaritet

Innen kvantemekanikken fastholder prinsippet om komplementaritet formulert av Bohr, som representerer en teoretisk og resulterende tilnærming samtidig, at objekter utsatt for kvanteprosesser har komplementære attribusjoner som ikke kan observeres eller måles samtidig..

Dette komplementaritetsprinsippet er født av et annet postulat utviklet av Bohr: Københavns tolkning; grunnleggende for kvantemekanisk forskning.

Københavns tolkning

Med hjelp fra forskerne Max Born og Werner Heisenberg utviklet Niels Bohr denne tolkningen av kvantemekanikk, som gjorde det mulig å belyse noen av elementene som gjør det mulig med mekaniske prosesser, så vel som deres forskjeller. Formulert i 1927, regnes det som en tradisjonell tolkning.

I følge Københavns tolkning har fysiske systemer ikke bestemte egenskaper før de blir utsatt for målinger, og kvantemekanikk er bare i stand til å forutsi sannsynlighetene som målingene som gjøres vil gi visse resultater..

Strukturen til det periodiske systemet

Fra sin tolkning av atommodellen var Bohr i stand til å strukturere det periodiske systemet av elementer som eksisterte på den tiden mer detaljert..

Han var i stand til å fastslå at de kjemiske egenskapene og bindingsevnen til et element er nært knyttet til dets ladning av valenser.

Bohrs arbeid på det periodiske systemet førte til utviklingen av et nytt kjemifelt: kvantekjemi.

Tilsvarende får elementet kjent som Bor (Bohrium, Bh) navnet sitt til hyllest til Niels Bohr.

Atomreaksjoner

Ved hjelp av en foreslått modell klarte Bohr å foreslå og etablere mekanismene for atomreaksjoner fra en to-trinns prosess.

Ved å bombardere lavenergipartikler dannes en ny kjerne med lav stabilitet som til slutt vil avgi gammastråler, mens dens integritet forfaller..

Denne oppdagelsen av Bohr ble ansett som nøkkel i det vitenskapelige området i lang tid, til den ble jobbet med og forbedret, år senere, av en av hans sønner, Aage Bohr..

Forklaring av kjernefysisk fisjon

Kjernefisjon er en kjernefysisk reaksjonsprosess der atomkjernen begynner å dele seg i mindre deler..

Denne prosessen er i stand til å produsere store mengder protoner og fotoner, frigjøre energi samtidig og konstant.

Niels Bohr utviklet en modell som gjorde det mulig å forklare kjernefisjoneringsprosessen til noen elementer. Denne modellen besto av å observere en dråpe væske som ville representere strukturen til kjernen..

På samme måte som den integrerte strukturen til en dråpe kan deles i to like deler, klarte Bohr å vise at det samme kan skje med en atomkjerne, og være i stand til å generere nye prosesser for dannelse eller forverring på atomnivå..

Referanser

  1. Bohr, N. (1955). Menneske og fysikk. Theoria: En internasjonal tidsskrift for teori, historie og grunnlag for vitenskap, 3-8.
  2. Lozada, R. S. (2008). Niels Bohr. Universitetsloven, 36-39.
  3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Fakta. Hentet fra Nobelprize.org: nobelprize.org
  4. Savoie, B. (2014). Et grundig bevis på Bohr-van Leeuwen-setningen i den semiklassiske grensen. RMP, femti.
  5. Redaksjonen for Encyclopædia Britannica. (17. november 2016). Sammensatt kjernemodell. Hentet fra Encyclopedia Britannica: britannica.com.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.