Niels Bohr Elämäkerta ja julkaisut



Niels Bohr (1885-1962) oli tanskalainen fyysikko, joka voitti Nobelin fysiikan palkinnon vuonna 1922 atomien rakenteeseen ja niiden säteilytasoihin liittyvästä tutkimuksestaan. Bohr oli myös arvostetussa englanninkielisessä yliopistossa eurooppalaisilla mailla kasvatettu ja koulutettu myös tunnettu tutkija ja utelias filosofiasta.

Hän työskenteli muiden tunnettujen tutkijoiden ja Nobel-palkinnon saajien kanssa, kuten J.J. Thompson ja Ernest Rutherford, jotka rohkaisivat häntä jatkamaan tutkimusta atomialueella.

Bohrin kiinnostus atomirakenteeseen johti siihen, että hän siirtyi yliopistojen välillä löytääkseen sellaisen, joka antoi hänelle mahdollisuuden kehittää tutkimustaan ​​omilla ehdoillaan.

Niels Bohr aloitti Rutherfordin tekemistä löydöistä jatkaa niiden kehittämistä, kunnes hän voi tulostaa omaa jälkeensä.

Bohr sai perheen, jossa oli yli kuusi lasta, oli muiden tieteellisten johtajien tutor, kuten Werner Heisenberg ja Tanskan kuninkaallisen akatemian puheenjohtaja, sekä muiden tieteellisten akatemioiden jäsenenä ympäri maailmaa.

indeksi

  • 1 Elämäkerta
    • 1.1 Tutkimukset
    • 1.2 Suhde Ernest Rutherfordiin
    • 1.3 Pohjoismainen teoreettisen fysiikan instituutti
    • 1.4 Kööpenhaminan koulu
    • 1.5 Toinen maailmansota
    • 1.6 Palaa kotiin ja kuolemaan
  • 2 Niels Bohrin panokset ja löydöt
    • 2.1 Atomin malli ja rakenne
    • 2.2 Kvanttikonseptit atomitasolla
    • 2.3 Bohr-van Leeuwenin lauseen löytäminen
    • 2.4 Täydentävyyden periaate
    • 2.5 Kööpenhaminan tulkinta
    • 2.6 Säännöllisen taulukon rakenne
    • 2.7 Ydinreaktiot
    • 2.8 Selvitys ydinfissiosta
  • 3 Viitteet

elämäkerta

Niels Bohr syntyi 7. lokakuuta 1885 Tanskan pääkaupungissa Kööpenhaminassa. Nielsin isä nimettiin Christianiksi ja hän oli Kööpenhaminan yliopiston fysiologian professori.

Toisaalta Nielsin äiti oli Ellen Adler, jonka perhe oli taloudellisesti etuoikeutettu ja jolla oli vaikutus Tanskan pankkikeskukseen. Nielsin perhetilanne antoi hänelle mahdollisuuden tutustua tuolloin etuoikeutettuun koulutukseen.

opinnot

Niels Bohr kiinnostui fysiikasta ja opiskeli Kööpenhaminan yliopistossa, josta hän sai fysiikan maisterin 1911. Hän matkusti myöhemmin Englantiin, jossa hän opiskeli Cambridge-yliopiston Cavendish-laboratoriossa.

Opiskelun pääasiallisena motivaationa oli saada englantilaisen alkuperäkeminaali Joseph John Thomsonin, joka sai Nobelin palkinnon vuonna 1906 elektronin löytämisestä, ohjauksen, erityisesti tutkimuksista, joita hän teki siitä, miten sähkö siirtyy kaasujen läpi.

Bohrin aikomuksena oli kääntää väitöskirja englanniksi, joka oli nimenomaan yhteydessä elektronien tutkimukseen. Thomson ei kuitenkaan osoittanut todellista kiinnostusta Bohriin, minkä vuoksi viimeksi mainittu päätti lähteä ja asettaa kurssiaan Manchesterin yliopistoon.

Sukulaisuussuhde henkilöön Ernest Rutherford

Manchesterin yliopistossa Niels Bohrilla oli mahdollisuus jakaa brittiläisen fyysikon ja kemisti Ernest Rutherfordin kanssa. Hän oli myös ollut Thomsonin avustaja ja voitti Nobelin palkinnon. Bohr oppi paljon Rutherfordin kädestä, erityisesti radioaktiivisuuden ja atomimallien alalla.

Ajan myötä molempien tutkijoiden välinen yhteistyö kasvoi ja heidän ystävällinen joukkovelkakirjalaina kasvoi. Yksi tapahtumista, joissa molemmat tutkijat olivat vuorovaikutuksessa kokeilualalla, liittyivät Rutherfordin ehdottamaan atomin malliin..

Tämä malli oli totta käsitteellisessä kentässä, mutta sitä ei voitu kuvitella muodostamalla se klassisen fysiikan lakeihin. Tämän vuoksi Bohr uskalsi sanoa, että tämän syynä oli se, että atomien dynamiikka ei kuulu klassisen fysiikan lakeihin.

Pohjoismainen teoreettisen fysiikan instituutti

Niels Bohria pidettiin ujo ja introvertti ihminen, mutta vuonna 1913 julkaistut essee-sarjat antoivat hänelle laajaa tunnustusta tieteellisellä alalla, mikä teki hänestä tunnustetun julkisuuden. Nämä esseet liittyivät hänen käsitykseen atomin rakenteesta.

Vuonna 1916 Bohr matkusti Kööpenhaminaan ja siellä hän aloitti kotikaupungissaan teoreettisen fysiikan opintoja Kööpenhaminan yliopistossa..

Koska Bohr on ollut tässä asemassa ja aiemmin hankitun maineen ansiosta riittävästi rahaa, joka oli tarpeen 1920 perustamiseksi Pohjoismaiden teoreettisen fysiikan instituutille.

Tanskalainen fyysikko johti tätä instituuttia vuodesta 1921 vuoteen 1962, jolloin hän kuoli. Myöhemmin instituutti muutti nimensä ja nimesi perustajansa nimeksi Niels Bohrin instituutiksi. 

Lähes pian tämä instituutti tuli viitteeksi tärkeimmistä löydöistä, jotka tehtiin atomiin ja sen rakenteeseen liittyvänä aikana..

Lyhyessä ajassa Pohjoismainen teoreettisen fysiikan instituutti oli samansuuruinen muiden yliopistojen kanssa, joilla on enemmän perinteitä alueella, kuten Saksan Göttingenin ja Münchenin yliopistot..

Kööpenhaminan koulu

1920-luku oli erittäin tärkeä Niels Bohrille, koska hän on antanut vuosien aikana kaksi teoriansa perusperiaatetta: kirjeenvaihdon periaate, joka julkaistiin vuonna 1923, ja täydentävyyden periaate, joka lisättiin vuonna 1928.

Edellä mainitut periaatteet olivat perusta, johon Kööpenhaminan koulu, jota kutsutaan myös Kööpenhaminan tulkinnaksi, alkoi muodostaa..

Tämä koulu havaitsi epämiellyttävän suurissa tiedemiehissä, kuten samassa Albert Einsteinissä, että opposition jälkeen ennen monipuolisia näyttelyitä se pääsi tunnustamaan Niels Bohrille kuin yksi aikojen parhaista tutkijoista.

Toisaalta vuonna 1922 hän sai fysiikan Nobelin palkinnon atomisiin rakennemuutoksiin liittyvistä kokeistaan, ja samana vuonna syntyi ainoa poikansa Aage Niels Bohr, joka koulutettiin lopulta Nielsin johtamaan instituuttiin. Myöhemmin hänestä tuli johtaja ja lisäksi hän sai vuonna 1975 fysiikan Nobelin palkinnon.

30-luvulla Bohr asettui asumaan Yhdysvaltoihin ja keskittyi ydinfissio-alan julkistamiseen. Tässä yhteydessä Bohr määritteli plutoniumin halkeamisominaisuudet.

Tämän vuosikymmenen lopussa Bohr palasi Kööpenhaminaan vuonna 1939 ja sai Tanskan kuninkaallisen tiedeakatemian presidentin..

Toinen maailmansota

Vuonna 1940 Niels Bohr oli Kööpenhaminassa ja toisen maailmansodan seurauksena kolme vuotta myöhemmin hän joutui pakenemaan Ruotsiin perheensä kanssa, koska Bohrilla oli juutalainen alkuperä.

Ruotsista Bohr matkusti Yhdysvaltoihin. Siellä hän asettui ja liittyi Manhattan-projektin yhteistyöryhmään, joka tuotti ensimmäisen atomipommin. Tämä hanke toteutettiin laboratoriossa, jonka sijaintipaikka oli Los Alamos, New Mexicoissa, ja Bohr muutti nimensä Nicholas Bakeriin, kun hän osallistui tähän hankkeeseen..

Palaa kotiin ja kuolemaan

Toisen maailmansodan päätyttyä Bohr palasi Kööpenhaminaan, jossa hän toimi jälleen Pohjoismaisen teoreettisen fysiikan instituutin johtajana ja kannatti aina atomienergian soveltamista hyödyllisin tavoittein, pyrkiessään aina tehokkuuteen eri prosesseissa.

Tämä kaltevuus johtuu siitä, että Bohr oli tietoinen suurista vahingoista, joita hän löysi, ja samalla hän tiesi, että tätä voimakasta energiamuotoa käytettiin rakentavammin. Sitten Niels Bohr on 1950-luvulta lähtien omistanut luennot, joissa keskityttiin atomienergian rauhanomaiseen käyttöön..

Kuten aiemmin mainittiin, Bohr ei menettänyt atomienergian suuruutta, joten hän myös kannatti sen asianmukaisen käytön puolesta, että hallitusten oli varmistettava, että tätä energiaa ei käytetä tuhoavalla tavalla.

Tämä käsite esiteltiin vuonna 1951 yli sadan tunnetun tutkijan ja tutkijan allekirjoittamassa manifestissä.

Tämän toiminnan ja atomienergian rauhanomaista käyttöä edistävän aiemman työnsä seurauksena Ford-säätiö myönsi hänelle vuonna 1957 Atoms for Peace -palkinnon, joka myönnettiin henkilöille, jotka pyrkivät edistämään tämäntyyppisen energian myönteistä käyttöä..

Niels Bohr kuoli 18. marraskuuta 1962 Kööpenhaminassa, kotikaupungissaan, 77-vuotiaana.

Niels Bohrin panokset ja löydöt

Atomin malli ja rakenne

Niels Bohrin atomimallia pidetään yhtenä hänen suurimmista panoksistaan ​​fysiikan ja tieteiden maailmaan yleensä. Hän oli ensimmäinen, joka näytti atomin positiivisesti varautuneena ytimenä ja jota ympäröivät elektronit kiertävät.

Bohr onnistui löytämään atomin sisäisen toiminnan mekanismin: elektronit kykenevät kiertämään itsenäisesti ytimen ympärillä. Ytimen ulommassa kiertoradassa olevien elektronien lukumäärä määrittää fyysisen elementin ominaisuudet.

Tämän atomimallin hankkimiseksi Bohr sovelsi Max Planckin kvanttiteoriaa Rutherfordin kehittämään atomimalliin, jolloin saatiin malli, joka ansaitsi hänelle Nobelin palkinnon. Bohr esitteli atomirakenteen pienenä aurinkokuntana.

Kvanttikonseptit atomitasolla

Se, mitä Bohrin atomimalli pidettiin vallankumouksellisena, oli menetelmä, jota se käytti sen saavuttamiseksi: kvanttifysiikan teorioiden soveltaminen ja niiden väliset suhteet atomiilmiöihin.

Näillä sovelluksilla Bohr pystyi määrittämään elektronien liikkeet atomin ytimen ympärille sekä muutokset niiden ominaisuuksissa.

Samalla tavalla näiden käsitteiden avulla hän pystyi saamaan käsityksen siitä, miten aine kykenee absorboimaan ja säteilemään valoa eniten havaitsemattomista sisäisistä rakenteistaan..

Teoksen Bohr-van Leeuwenin löytäminen

Teoreemi Bohr-van Leeuwen on teoria, jota sovelletaan mekaniikan alueelle. Ensimmäisen kerran Bohrin työskennellyt vuonna 1911 ja sen jälkeen täydentämällä van Leeuwen, tämän lauseen soveltaminen onnistui erottamaan klassisen fysiikan laajuuden kvanttifysiikasta.

Teoreemassa todetaan, että klassisen mekaniikan ja tilastomekaniikan soveltamisesta johtuva magnetointi on aina nolla. Bohr ja van Leeuwen onnistuivat oivaltamaan tiettyjä käsitteitä, joita voitaisiin kehittää vain kvanttifysiikan avulla.

Nykyään molempien tutkijoiden teoriaa sovelletaan menestyksekkäästi esimerkiksi plasmafysiikan, sähkömekaniikan ja sähkötekniikan aloilla.

Täydentävyyden periaate

Kvanttimekaniikan puitteissa Bohrin laatima komplementaarisuusperiaate, joka edustaa teoreettista lähestymistapaa ja johtaa samanaikaisesti, väittää, että kvanttiprosesseille alttiilla objekteilla on komplementaarisia attribuutteja, joita ei voida havaita tai välittää samanaikaisesti..

Tämä täydentävyyden periaate syntyy toisesta Bohrin kehittämästä postulaatista: Kööpenhaminan tulkinnasta; olennainen kvanttimekaniikan tutkinnassa.

Kööpenhaminan tulkinta

Tutkijoiden Max Bornin ja Werner Heisenbergin avulla Niels Bohr kehitti tämän kvanttimekaniikan tulkinnan, jonka avulla voidaan selventää joitakin mekaanisia prosesseja mahdollistavia elementtejä sekä niiden eroja. Vuonna 1927 muotoiltu perinteinen tulkinta.

Kööpenhaminan tulkinnan mukaan fyysisillä järjestelmillä ei ole määriteltyjä ominaisuuksia ennen mittausten tekemistä, ja kvanttimekaniikka pystyy ennustamaan vain todennäköisyydet, joiden avulla tehdyt mittaukset tuottavat tiettyjä tuloksia.

Säännöllisen taulukon rakenne

Atomimallien tulkinnasta Bohr pystyi rakentamaan yksityiskohtaisemmin kyseisenä ajankohtana olemassa olevien elementtien jaksollisen taulukon.

Hän pystyi vakuuttamaan, että elementin kemialliset ominaisuudet ja sidontakapasiteetti liittyvät läheisesti sen valenssien kuormitukseen.

Bohrin teoksissa, joita sovelletaan jaksolliseen taulukkoon, annettiin jalka uuden kemian alan kehittämiselle: kvanttikemia.

Samalla tavalla Boro (Bohrium, Bh) -niminen elementti saa nimensä kunnianosoituksena Niels Bohrilta.

Ydinreaktiot

Ehdotetun mallin avulla Bohr pystyi ehdottamaan ja luomaan ydinreaktioiden mekanismeja kaksivaiheisesta prosessista.

Pommittamalla pienenergisiä hiukkasia muodostuu uusi matalan stabiiliusydin, joka lopulta säteilee gammasäteitä, kun taas sen eheys hajoaa.

Tämä Bohrin löytö pidettiin tieteellisen alueen avaintekijänä pitkään, kunnes yksi sen lapsista, Aage Bohr, työskenteli ja paransi vuotta myöhemmin..

Selvitys ydinfissiosta

Ydinfissio on ydinreaktioprosessi, jossa atomiydin alkaa jakautua pienempiin osiin.

Tämä prosessi pystyy tuottamaan suuria määriä protoneja ja fotoneja, vapauttamalla energiaa samaan aikaan ja jatkuvasti.

Niels Bohr kehitti mallin, joka salli selittää joidenkin elementtien ydinfissioprosessia. Tämä malli koostui nesteen pisaran tarkkailusta, joka edustaisi ytimen rakennetta.

Samalla tavalla kuin pudotuksen kiinteä rakenne voidaan jakaa kahteen samankaltaiseen osaan, Bohr pystyi osoittamaan, että sama asia voi tapahtua atomisella ytimellä, sillä se pystyy tuottamaan uusia muodostumis- tai huonontumisprosesseja atomitasolla..

viittaukset

  1. Bohr, N. (1955). Mies ja fyysinen tiede. Theoria: Kansainvälinen lehti teoriasta, historiasta ja tieteen perusteista, 03.08.
  2. Lozada, R. S. (2008). Niels Bohr. Yliopistolaki, 36-39.
  3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Faktat. Haettu osoitteesta Nobelprize.org: nobelprize.org
  4. Savoie, B. (2014). Tiukka todiste Bohr-van Leeuwenin lauseesta semiklassisessa raja-arvossa. RMP, 50.
  5. Encyclopædia Britannican toimittajat. (17. marraskuuta 2016). Yhdistetyn ytimen malli. Haettu osoitteesta Encyclopedia Britannica: britannica.com.