Niels Bohr Biografi og bidrag

5284
David Holt

Niels Bohr (1885-1962) var en dansk fysiker, der vandt Nobelprisen i fysik i 1922 for sin forskning relateret til atomernes struktur og deres strålingsniveauer. Bohr blev opvokset og uddannet i europæiske lande på de mest prestigefyldte engelske universiteter og var også en kendt forsker og nysgerrig efter filosofi..

Han arbejdede sammen med andre kendte forskere og nobelpristagere, såsom J.J. Thompson og Ernest Rutherford, der opfordrede ham til at fortsætte sin forskning i atomområdet.

Bohrs interesse for atomstruktur fik ham til at rulle mellem universiteter, indtil han fandt en, der ville give ham plads til at udvikle sin forskning på hans egne vilkår..

Niels Bohr startede fra Rutherfords opdagelser for at fortsætte med at udvikle dem, indtil han kunne udskrive sit eget aftryk på dem..

Bohr kom til at have en familie på mere end seks børn, var vejleder for andre videnskabelige eminenser som Werner Heisenberg og præsident for Det Kongelige Danske Videnskabsakademi samt medlem af andre videnskabelige akademier rundt om i verden..

Artikelindeks

  • 1 Biografi
    • 1.1 Undersøgelser
    • 1.2 Forholdet til Ernest Rutherford
    • 1.3 Nordisk Institut for Teoretisk Fysik
    • 1.4 Københavns Skole
    • 1.5 Anden Verdenskrig
    • 1.6 Vend hjem og død
  • 2 Bidrag og opdagelser af Niels Bohr
    • 2.1 Atomets model og struktur
    • 2.2 Kvantebegreber på atomniveau
    • 2.3 Opdagelse af Bohr-van Leeuwen-sætningen
    • 2.4 Princippet om komplementaritet
    • 2.5 Københavns fortolkning
    • 2.6 Opbygning af det periodiske system
    • 2.7 Atomreaktioner
    • 2.8 Forklaring til nuklear fission
  • 3 Referencer

Biografi

Niels Bohr blev født den 7. oktober 1885 i København, Danmarks hovedstad. Niels 'far blev kaldt Christian, og han var professor i fysiologi ved Københavns Universitet.

Niels 'mor var for sin del Ellen Adler, hvis familie var økonomisk privilegeret, da hun havde indflydelse i det danske bankmiljø. Niels 'familiesituation tillod ham at få adgang til en uddannelse, der på det tidspunkt blev anset for privilegeret.

Undersøgelser

Niels Bohr blev interesseret i fysik og studerede den ved Københavns Universitet, hvorfra han opnåede en kandidatgrad i fysik i 1911. Senere rejste han til England, hvor han studerede på Cavendish Laboratory ved University of Cambridge..

Hovedmotivationen for at studere der var at modtage vejledning af Joseph John Thomson, en kemiker af engelsk oprindelse, der modtog Nobelprisen i 1906 for opdagelsen af ​​elektronen, specifikt for hans studier om, hvordan elektricitet bevæger sig gennem gasser.

Bohrs hensigt var at oversætte sin doktorafhandling, som netop var relateret til studiet af elektroner, til engelsk. Thomson viste imidlertid ingen reel interesse for Bohr, hvorfor sidstnævnte besluttede at forlade der og satte kursen mod University of Manchester.

Forholdet til Ernest Rutherford

Mens han var på University of Manchester, havde Niels Bohr muligheden for at dele med den britiske fysiker og kemiker Ernest Rutherford. Han havde også været Thomsons assistent og vandt efterfølgende Nobelprisen. Bohr lærte meget af Rutherford, især inden for radioaktivitet og atommodeller..

Efterhånden som tiden gik, voksede samarbejdet mellem de to forskere, og deres venlige bånd voksede. En af begivenhederne, hvor begge forskere interagerede i det eksperimentelle felt, var relateret til modellen af ​​det atom, der blev foreslået af Rutherford.

Denne model var sand inden for det konceptuelle område, men det var ikke muligt at opfatte den ved at indramme den i lovene om klassisk fysik. I betragtning af dette turde Bohr sige, at årsagen til dette var, at dynamikken i atomer ikke var underlagt lovene i klassisk fysik..

Nordisk Institut for Teoretisk Fysik

Niels Bohr blev betragtet som en genert og indadvendt mand, men alligevel skabte en række essays, som han offentliggjorde i 1913, ham bred anerkendelse inden for det videnskabelige område, hvilket gjorde ham til en anerkendt offentlig person. Disse essays var relateret til hans opfattelse af atomets struktur.

I 1916 rejste Bohr til København, og der begyndte han i sin hjemby at undervise i teoretisk fysik ved Københavns Universitet, hvor han studerede..

Da han var i den stilling og takket være den berømmelse, han tidligere havde erhvervet, skabte Bohr nok penge, der var nødvendige for i 1920 at skabe Nordisk Institut for Teoretisk Fysik.

Den danske fysiker instruerede dette institut fra 1921 til 1962, året hvor han døde. Senere skiftede instituttet navn til Niels Bohr Institute til ære for dets grundlægger.. 

Meget snart blev dette institut en reference med hensyn til de vigtigste opdagelser, der blev gjort på det tidspunkt relateret til atomet og dets konformation.

På kort tid var Nordisk Institut for Teoretisk Fysik på niveau med andre universiteter med en større tradition i området, såsom de tyske universiteter i Göttingen og München..

Københavns Skole

1920'erne var meget vigtig for Niels Bohr, da han i disse år udstedte to af de grundlæggende principper i sine teorier: korrespondanceprincippet, udstedt i 1923, og princippet om komplementaritet, tilføjet i 1928..

De ovennævnte principper var grundlaget for, hvordan Københavns kvantemekaniske skole, også kaldet Københavns fortolkning, begyndte at dannes..

Denne skole fandt modstandere i store forskere som Albert Einstein selv, der efter modstand mod forskellige tilgange endte med at anerkende Niels Bohr som en af ​​de bedste videnskabelige forskere i tiden.

På den anden side modtog han i 1922 Nobelprisen i fysik for sine eksperimenter relateret til atomomstrukturering, og det samme år blev hans eneste søn, Aage Niels Bohr, født, som til sidst uddannede sig på det institut, som Niels præsiderede over. Senere blev han direktør, og derudover modtog han i 1975 Nobelprisen i fysik.

I løbet af 1930'erne bosatte Bohr sig i USA og fokuserede på at offentliggøre området med nuklear fission. Det var i denne sammenhæng, at Bohr bestemte den fissile egenskab, som plutonium havde.

I slutningen af ​​dette årti, i 1939, vendte Bohr tilbage til København og modtog udnævnelsen til præsident for Det Kongelige Danske Videnskabsakademi..

Anden Verdenskrig

I 1940 var Niels Bohr i København, og som et resultat af 2. verdenskrig, tre år senere, blev han tvunget til at flygte til Sverige sammen med sin familie, fordi Bohr havde jødisk oprindelse..

Fra Sverige rejste Bohr til USA. Der bosatte han sig og sluttede sig til samarbejdsteamet for Manhattan-projektet, der producerede den første atombombe. Dette projekt blev udført i et laboratorium, hvis placering var Los Alamos i New Mexico, og under hans deltagelse i det nævnte projekt skiftede Bohr navn til Nicholas Baker.

Vend hjem og døden

I slutningen af ​​anden verdenskrig vendte Bohr tilbage til København, hvor han igen blev direktør for Nordisk Institut for Teoretisk Fysik og altid fortalte anvendelse af atomenergi med nyttige mål og altid søgte effektivitet i forskellige processer..

Denne tilbøjelighed skyldes det faktum, at Bohr var opmærksom på den store skade, der kunne være forårsaget af det, han opdagede, og samtidig vidste han, at der var en mere konstruktiv nytte for denne type kraftig energi. Så siden 1950'erne dedikerede Niels Bohr sig til at holde foredrag med fokus på fredelig brug af atomenergi..

Som vi nævnte tidligere, gik Bohr ikke glip af størrelsen af ​​atomenergi, så ud over at tale for dens korrekte anvendelse, fastsatte han også, at det var regeringer, der skulle sikre, at denne energi ikke blev brugt på en destruktiv måde..

Denne forestilling blev præsenteret i 1951 i et manifest underskrevet af mere end hundrede kendte forskere og forskere på det tidspunkt..

Som en konsekvens af denne handling og af hans tidligere arbejde til fordel for fredelig brug af atomenergi tildelte Ford Foundation i 1957 ham Atoms for Peace-prisen, der blev givet til personligheder, der søgte at fremme den positive anvendelse af denne type energi ..

Niels Bohr døde den 18. november 1962 i København, hans hjemby, i en alder af 77 år..

Niels Bohr bidrag og opdagelser

Bohr og Albert Einstein

Atomets model og struktur

Niels Bohrs atommodel betragtes som et af hans største bidrag til verden af ​​fysik og videnskab generelt. Han var den første til at udstille atomet som en positivt ladet kerne omgivet af elektroniske kredsløb..

Bohr formåede at opdage det indre arbejdsmekanisme i et atom: elektroner er i stand til at kredse uafhængigt omkring kernen. Antallet af elektroner til stede i kernens ydre bane bestemmer egenskaberne for det fysiske element.

For at opnå denne atommodel anvendte Bohr Max Plancks kvanteteori på den atommodel, der blev udviklet af Rutherford, og opnåede som resultat den model, der gav ham Nobelprisen. Bohr præsenterede atomstrukturen som et lille solsystem.

Kvantebegreber på atomniveau

Hvad der førte til, at Bohrs atommodel blev betragtet som revolutionerende, var den metode, han brugte til at opnå den: anvendelsen af ​​kvantefysiske teorier og deres indbyrdes sammenhæng med atomfænomener..

Med disse applikationer var Bohr i stand til at bestemme elektronernes bevægelser omkring atomkernen såvel som ændringer i deres egenskaber..

På samme måde var han gennem disse begreber i stand til at få en forestilling om, hvordan stof er i stand til at absorbere og udsende lys fra dets mest umærkelige interne strukturer..

Opdagelse af Bohr-van Leeuwen-sætningen

The Bohr-van Leeuwen sætning er en sætning anvendt på området for mekanik. Arbejdet først af Bohr i 1911 og senere suppleret af van Leeuwen, formåede anvendelsen af ​​denne sætning at differentiere omfanget af klassisk fysik versus kvantefysik..

Teoremet siger, at magnetiseringen som følge af anvendelsen af ​​klassisk mekanik og statistisk mekanik altid vil være nul. Bohr og van Leeuwen formåede at skimte visse begreber, der kun kunne udvikles gennem kvantefysik.

I dag anvendes sætningen fra begge forskere med succes inden for områder som plasmafysik, elektromekanik og elektroteknik..

Princippet om komplementaritet

Inden for kvantemekanik fastholder komplementaritetsprincippet formuleret af Bohr, som repræsenterer en teoretisk og resulterende tilgang på samme tid, at objekter, der udsættes for kvanteprocesser, har komplementære attributter, der ikke kan observeres eller måles samtidigt..

Dette princip om komplementaritet er født af et andet postulat udviklet af Bohr: Københavns fortolkning; grundlæggende for kvantemekanikforskning.

Københavns fortolkning

Med hjælp fra forskerne Max Born og Werner Heisenberg udviklede Niels Bohr denne fortolkning af kvantemekanik, som gjorde det muligt at belyse nogle af de elementer, der muliggør mekaniske processer, såvel som deres forskelle. Formuleret i 1927 betragtes det som en traditionel fortolkning.

Ifølge Københavns fortolkning har fysiske systemer ikke bestemte egenskaber, før de udsættes for målinger, og kvantemekanik er kun i stand til at forudsige de sandsynligheder, hvormed de foretagne målinger giver visse resultater..

Opbygning af det periodiske system

Fra sin fortolkning af atommodellen var Bohr i stand til at strukturere det periodiske system af elementer, der eksisterede på det tidspunkt mere detaljeret..

Han var i stand til at fastslå, at de grundlæggende kemiske egenskaber og bindingskapacitet er tæt knyttet til dets ladning af valenser.

Bohrs arbejde anvendt på det periodiske system førte til udviklingen af ​​et nyt felt inden for kemi: kvantekemi.

Tilsvarende modtager elementet kendt som Bor (Bohrium, Bh) sit navn som hyldest til Niels Bohr.

Atomreaktioner

Ved hjælp af en foreslået model var Bohr i stand til at foreslå og etablere mekanismerne for nukleare reaktioner fra en totrinsproces.

Ved at bombardere lavenergipartikler dannes en ny kerne med lav stabilitet, som til sidst vil udsende gammastråler, mens dens integritet henfalder..

Denne opdagelse af Bohr blev betragtet som nøglen i det videnskabelige område i lang tid, indtil den blev arbejdet på og forbedret år senere af en af ​​hans sønner, Aage Bohr..

Forklaring til nuklear fission

Nuklear fission er en nuklear reaktionsproces, hvorved atomkernen begynder at opdele sig i mindre dele..

Denne proces er i stand til at producere store mængder protoner og fotoner, frigive energi på samme tid og konstant.

Niels Bohr udviklede en model, der gjorde det muligt at forklare kernefissionsprocessen for nogle elementer. Denne model bestod af at observere en dråbe væske, der ville repræsentere kernens struktur..

På samme måde som den integrerede struktur af en dråbe kan adskilles i to lignende dele, formåede Bohr at vise, at det samme kan ske med en atomkerne, der er i stand til at skabe nye processer for dannelse eller forringelse på atomniveau..

Referencer

  1. Bohr, N. (1955). Mennesker og fysik. Theoria: En international tidsskrift for videnskabsteori, historie og fundament, 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 strengt bevis på Bohr-van Leeuwen-sætningen i den semiklassiske grænse. RMP, halvtreds.
  5. Redaktørerne af Encyclopædia Britannica. (17. november 2016). Forbindelse-kernemodel. Hentet fra Encyclopedia Britannica: britannica.com.

Endnu ingen kommentarer