Niels Bohr Biografija i prilozi



Niels Bohr (1885-1962) bio je danski fizičar koji je 1922. dobio Nobelovu nagradu za fiziku za svoja istraživanja vezana uz strukturu atoma i njihove razine zračenja. Odrastao i obrazovan u europskim zemljama, na najprestižnijim engleskim sveučilištima, Bohr je bio i renomirani istraživač i radoznala filozofija.

Radio je zajedno s drugim renomiranim znanstvenicima i dobitnicima Nobelove nagrade, kao što je J.J. Thompson i Ernest Rutherford, koji su ga ohrabrili da nastavi istraživanja na atomskom području.

Bohrov interes za atomsku strukturu doveo ga je do premještanja između sveučilišta kako bi pronašao onaj koji mu je dao prostor za razvoj svojih istraživanja pod vlastitim uvjetima.

Niels Bohr krenuo je od otkrića koje je Rutherford napravio da bi ih nastavio razvijati sve dok ne ispiše vlastiti otisak.

Bohr je došao u obitelj s više od šestero djece, bio je učitelj drugih znanstvenih dostignuća poput Wernera Heisenberga i predsjednika Kraljevske danske akademije znanosti, kao i član drugih znanstvenih akademija širom svijeta..

indeks

  • 1 Biografija
    • 1.1
    • 1.2 Odnos s Ernestom Rutherfordom
    • 1.3 Nordijski institut za teorijsku fiziku
    • 1.4 Škola u Kopenhagenu
    • 1.5. Drugi svjetski rat
    • 1.6 Povratak kući i smrt
  • 2 Doprinosi i otkrića Nielsa Bohra
    • 2.1 Model i struktura atoma
    • 2.2 Kvantni koncepti na atomskoj razini
    • 2.3. Otkriće teorema Bohr-van Leeuwena
    • 2.4 Načelo komplementarnosti
    • 2.5 Tumačenje Kopenhagena
    • 2.6 Struktura periodnog sustava
    • 2.7 Nuklearne reakcije
    • 2.8 Objašnjenje nuklearne fisije
  • 3 Reference

biografija

Niels Bohr rođen je 7. listopada 1885. u Kopenhagenu, glavnom gradu Danske. Nielsov otac nazvan je Christian i bio je profesor fiziologije na Sveučilištu u Kopenhagenu.

S druge strane, Nielsova majka bila je Ellen Adler, čija je obitelj bila ekonomski privilegirana, s utjecajem u danskom bankarskom okruženju. Obiteljska situacija u Nielsu omogućila mu je pristup obrazovanju koje se smatralo povlaštenim u to vrijeme.

studije

Niels Bohr se počeo zanimati za fiziku i studirao je na Sveučilištu u Kopenhagenu, gdje je 1911. godine magistrirao fiziku. Kasnije je putovao u Englesku, gdje je studirao u Cavendish Laboratory na Sveučilištu u Cambridgeu..

Glavni motiv za proučavanje bio je primiti tutorstvo Josepha Johna Thomsona, kemičara engleskog podrijetla koji je dobio Nobelovu nagradu 1906. za otkriće elektrona, posebno za studije koje je radio o tome kako se električna energija kreće kroz plinove.

Bohrova je namjera bila prevesti svoju doktorsku disertaciju na engleski jezik, koja je bila precizno povezana s proučavanjem elektrona. Međutim, Thomson nije pokazao nikakav pravi interes za Bohra, zbog čega je ovaj odlučio otići i odredio svoj put prema Sveučilištu u Manchesteru..

Odnos s Ernestom Rutherfordom

Dok je bio na Sveučilištu u Manchesteru, Niels Bohr je imao priliku podijeliti s britanskim fizičarom i kemičarem Ernestom Rutherfordom. On je također bio Thomsonov pomoćnik i naknadno dobio Nobelovu nagradu. Bohr je mnogo naučio iz ruke Rutherforda, osobito u području radioaktivnosti i modela atoma.

S vremenom je suradnja između znanstvenika rasla i njihova prijateljska veza rasla je. Jedan od događaja u kojem su oba znanstvenika interakcija na eksperimentalnom polju bio povezan s modelom atoma koji je predložio Rutherford.

Ovaj model je bio istinit u konceptualnom polju, ali ga nije bilo moguće zamisliti uokvirivanjem u zakone klasične fizike. S obzirom na to, Bohr se usudio reći da je razlog tome što dinamika atoma nije bila podložna zakonima klasične fizike..

Nordijski institut za teorijsku fiziku

Niels Bohr smatrao se sramežljivim i introvertiranim čovjekom, ali mu je niz eseja objavljenih 1913. godine stekao veliko priznanje u znanstvenom području, što ga je učinilo prepoznatljivom javnom osobom. Ti su eseji bili povezani s njegovom koncepcijom strukture atoma.

Godine 1916. Bohr je otputovao u Kopenhagen i tamo, u svom rodnom gradu, počeo predavati teoretsku fiziku na Sveučilištu u Kopenhagenu, domu studija u kojem je i formiran..

Budući da je u tom položaju i zahvaljujući slavi koja je prethodno stečena, Bohr je dobio dovoljno novca koji je bio potreban da bi se 1920. godine stvorio Nordijski institut za teorijsku fiziku..

Danski fizičar vodio je ovaj institut od 1921. do 1962., godine u kojoj je umro. Kasnije, Institut je promijenio ime i dobio ime Niels Bohr Institute, u čast njegova osnivača. 

Ubrzo je ovaj institut postao referenca u smislu najvažnijih otkrića koja su se stvarala u vrijeme vezano za atom i njegovu konformaciju.

U kratkom vremenu, Nordijski institut za teorijsku fiziku bio je jednak s drugim sveučilištima s više tradicije u tom području, kao što su njemačka sveučilišta u Göttingenu i Münchenu..

Škola u Kopenhagenu

Dvadesete su bile vrlo važne za Nielsa Bohra, jer je tijekom tih godina izdao dva temeljna načela svojih teorija: načelo korespondencije, izdano 1923., i načelo komplementarnosti, dodano 1928. godine..

Navedena načela bila su osnova na kojoj se počela formirati Kopenhaška škola kvantne mehanike, također nazvana Kopenhaška interpretacija..

Ova je škola u velikim znanstvenicima poput istog Alberta Einsteina našla negativan stav, da je nakon opozicije prije različitih izlaganja, prepoznala Nielsu Bohru kao jednom od najboljih znanstvenih istraživača tog vremena..

S druge strane, 1922. dobio je Nobelovu nagradu za fiziku za svoje eksperimente vezane uz atomsko restrukturiranje, a iste godine rođen je i njegov jedini sin, Aage Niels Bohr, koji je na kraju trenirao u institutu kojim je predsjedao Niels. Kasnije je postao njegov ravnatelj, a osim toga, 1975. dobio je Nobelovu nagradu za fiziku.

Tijekom 30-ih Bohr se naselio u Sjedinjenim Državama i usredotočio se na objavljivanje područja nuklearne fisije. Upravo u tom kontekstu Bohr je odredio svojstvo raspadanja plutonija.

Krajem tog desetljeća, 1939., Bohr se vratio u Kopenhagen i dobio imenovanje za predsjednika Kraljevske danske akademije znanosti.

Drugi svjetski rat

Godine 1940. Niels Bohr bio je u Kopenhagenu i, kao rezultat Drugog svjetskog rata, tri godine kasnije bio je prisiljen pobjeći u Švedsku sa svojom obitelji, jer je Bohr imao židovsko podrijetlo..

Iz Švedske je Bohr putovao u Sjedinjene Države. Tamo se smjestio i pridružio timu za suradnju na projektu Manhattan, koji je proizveo prvu atomsku bombu. Projekt je proveden u laboratoriju u Los Alamosu, u Novom Meksiku, a tijekom sudjelovanja u ovom projektu Bohr je promijenio ime u Nicholas Baker..

Povratak kući i smrt

Na kraju Drugog svjetskog rata, Bohr se vratio u Kopenhagen, gdje je ponovno stajao kao direktor Nordijskog instituta za teorijsku fiziku i uvijek se zalagao za primjenu atomske energije s korisnim ciljevima, uvijek tražeći učinkovitost u različitim procesima..

Ta sklonost je zbog toga što je Bohr bio svjestan velike štete koju bi mogao uzrokovati ono što je otkrio, a istovremeno je znao da postoji konstruktivnija uporaba ove moćne vrste energije. Od 1950-ih Niels Bohr se posvetio predavanjima o mirnoj uporabi atomske energije.

Kao što je ranije spomenuto, Bohr nije propustio veličinu atomske energije, tako da je osim zagovaranja za njegovu pravilnu uporabu, također propisao da su vlade one koje moraju osigurati da se ta energija ne koristi na destruktivan način..

Taj je pojam predstavljen 1951. godine u manifestu koji je u to vrijeme potpisalo više od stotinu renomiranih znanstvenika i znanstvenika.

Kao posljedica ove akcije, i njegovog prethodnog rada u korist miroljubive uporabe atomske energije, 1957. godine Fordova fondacija dodijelila mu je nagradu Atomi za mir, koja se dodjeljuje osobama koje su nastojale promicati pozitivnu uporabu ove vrste energije..

Niels Bohr umro je 18. studenoga 1962. u Kopenhagenu, rodnom gradu, u dobi od 77 godina.

Prilozi i otkrića Nielsa Bohra

Model i struktura atoma

Atomski model Nielsa Bohra smatra se jednim od njegovih najvećih doprinosa svijetu fizike i znanosti uopće. On je bio prvi koji je prikazao atom kao pozitivno nabijenu jezgru i okružen kruženjem elektrona.

Bohr je uspio otkriti mehanizam unutarnjeg funkcioniranja atoma: elektroni su u stanju neovisno orbitirati oko jezgre. Broj elektrona prisutnih u vanjskoj orbiti jezgre određuje svojstva fizičkog elementa.

Da bi dobio ovaj atomski model, Bohr je primijenio kvantnu teoriju Maxa Plancka na atomski model koji je razvio Rutherford, dobivši kao rezultat model koji mu je donio Nobelovu nagradu. Bohr je prikazao atomsku strukturu kao mali solarni sustav.

Kvantni koncepti na atomskoj razini

Ono što je dovelo do toga da se Borov atomski model smatra revolucionarnim, bila je metoda kojom se to postiglo: primjena teorija kvantne fizike i njihov međusobni odnos s atomskim fenomenima.

S takvim primjenama Bohr je mogao odrediti kretanje elektrona oko atomske jezgre, kao i promjene u njihovim svojstvima.

Na isti način, kroz te koncepte, on je uspio dobiti pojam o tome kako je materija sposobna apsorbirati i emitirati svjetlo iz svojih najnevidljivijih unutarnjih struktura..

Otkriće teorema Bohr-van Leeuwen

Teorem Bohr-van Leeuwen je teorem koji se primjenjuje na područje mehanike. Prvi rad Bohra 1911., a zatim dopunjen van Leeuwenom, primjena ovog teorema uspjela je razlikovati opseg klasične fizike od kvantne fizike..

Teorem navodi da će magnetizacija koja je rezultat primjene klasične mehanike i statističke mehanike uvijek biti nula. Bohr i van Leeuwen uspjeli su uvidjeti neke pojmove koji se mogu razviti samo kroz kvantnu fiziku.

Danas se teorem obaju znanstvenika uspješno primjenjuje u područjima kao što su fizika plazme, elektromehanika i elektrotehnika.

Načelo komplementarnosti

Unutar kvantne mehanike, princip komplementarnosti formuliran od strane Bohra, koji predstavlja teorijski pristup i koji proizlazi u isto vrijeme, tvrdi da objekti podvrgnuti kvantnim procesima imaju komplementarne atribucije koje se ne mogu promatrati ili posredovati istovremeno..

Ovo načelo komplementarnosti rađa se iz drugog postulata koji je razvio Bohr: tumačenje Kopenhagena; temeljna za istraživanje kvantne mehanike.

Tumačenje Kopenhagena

Uz pomoć znanstvenika Maxa Borna i Wernera Heisenberga, Niels Bohr razvio je ovo tumačenje kvantne mehanike, što je omogućilo rasvjetljavanje nekih elemenata koji omogućuju mehaničke procese, kao i njihove razlike. Formulirana 1927. godine, smatra se tradicionalnom interpretacijom.

Prema tumačenju Kopenhagena, fizički sustavi nemaju definirana svojstva prije nego se podvrgnu mjerenjima, a kvantna mehanika može samo predvidjeti vjerojatnosti kojima će mjerenja dati određene rezultate.

Struktura periodnog sustava

Iz njegove interpretacije atomskog modela, Bohr je mogao detaljnije strukturirati periodni sustav elemenata koji su postojali u to vrijeme.

Mogao je potvrditi da su kemijska svojstva i sposobnost vezanja elementa usko povezani s njegovim opterećenjem valencijama.

Radovi Bohra primijenjeni na periodni sustav podupirali su razvoj novog polja kemije: kvantne kemije.

Na isti način, element poznat kao Boro (Bohrium, Bh) dobiva svoje ime od Nielsa Bohra.

Nuklearne reakcije

Preko predloženog modela, Bohr je mogao predložiti i uspostaviti mehanizme nuklearnih reakcija iz dvostupanjskog procesa.

Bombardiranjem niskoenergetskih čestica formira se nova niskostabilna jezgra koja će na kraju emitirati gama zrake, dok se njen integritet raspada.

Ovo otkriće Bohra dugo se smatralo ključnim u znanstvenom području, sve dok ga godinama, od svoje djece, Aage Bohr nije radio i poboljšao..

Objašnjenje nuklearne fisije

Nuklearna fisija je proces nuklearne reakcije pomoću kojeg se atomska jezgra počinje dijeliti na manje dijelove.

Ovaj proces je sposoban proizvesti velike količine protona i fotona, oslobađajući energiju istovremeno i stalno.

Niels Bohr razvio je model koji je omogućio objašnjenje procesa nuklearne fisije nekih elemenata. Ovaj model se sastojao od promatranja kap tekućine koja bi predstavljala strukturu jezgre.

Na isti način na koji se cjelovita struktura kapi može podijeliti na dva slična dijela, Bohr je uspio pokazati da se ista stvar može dogoditi s atomskom jezgrom, biti u stanju generirati nove procese nastajanja ili propadanja na atomskom nivou..

reference

  1. Bohr, N. (1955). Čovjek i fizička znanost. Theoria: Međunarodni časopis za teoriju, povijest i temelje znanosti, 03.08.
  2. Lozada, R.S. (2008). Niels Bohr. Zakon o sveučilištu, 36-39.
  3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Činjenice. Preuzeto s Nobelprize.org: nobelprize.org
  4. Savoie, B. (2014). Strogi dokaz o teoremu Bohr-van Leeuwena u poluklasičnom ograničenju. RMP, 50.
  5. Urednici enciklopedije Britannica. (17. studenoga 2016.). Model spoja-jezgra. Preuzeto iz Enciklopedije Britannica: britannica.com.