Niels Bohr Biografie și contribuții

1086
Simon Doyle

Niels Bohr (1885-1962) a fost un fizician danez care a câștigat Premiul Nobel pentru fizică în 1922, pentru cercetările sale legate de structura atomilor și nivelurile lor de radiații. Crescut și educat în țările europene, în cele mai prestigioase universități engleze, Bohr a fost, de asemenea, un cercetător de renume și curios despre filozofie..

A lucrat alături de alți oameni de știință de renume și laureați ai premiului Nobel, precum J.J. Thompson și Ernest Rutherford, care l-au încurajat să-și continue cercetările în zona atomică.

Interesul lui Bohr pentru structura atomică l-a determinat să deruleze între universități până când a găsit una care să-i ofere spațiul pentru a-și dezvolta cercetarea în condițiile sale..

Niels Bohr a pornit de la descoperirile făcute de Rutherford pentru a le dezvolta în continuare până când și-a putut imprima propria amprentă asupra lor..

Bohr a ajuns să aibă o familie de peste șase copii, a fost tutorele altor eminențe științifice precum Werner Heisenberg și președinte al Academiei Regale Daneze de Științe, precum și membru al altor academii științifice din întreaga lume..

Indice articol

  • 1 Biografie
    • 1.1 Studii
    • 1.2 Relația cu Ernest Rutherford
    • 1.3 Institutul nordic de fizică teoretică
    • 1.4 Școala din Copenhaga
    • 1.5 Al Doilea Război Mondial
    • 1.6 Întoarce-te acasă și moarte
  • 2 Contribuții și descoperiri ale lui Niels Bohr
    • 2.1 Modelul și structura atomului
    • 2.2 Concepte cuantice la nivel atomic
    • 2.3 Descoperirea teoremei lui Bohr-van Leeuwen
    • 2.4 Principiul complementarității
    • 2.5 Interpretarea Copenhaga
    • 2.6 Structura tabelului periodic
    • 2.7 Reacții nucleare
    • 2.8 Explicația fisiunii nucleare
  • 3 Referințe

Biografie

Niels Bohr s-a născut la 7 octombrie 1885 la Copenhaga, capitala Danemarcei. Tatăl lui Niels a fost numit creștin și a fost profesor de fiziologie la Universitatea din Copenhaga.

La rândul ei, mama lui Niels era Ellen Adler, a cărei familie era privilegiată din punct de vedere economic, deoarece avea influență în mediul bancar danez. Situația familială a lui Niels i-a permis să aibă acces la o educație considerată privilegiată la acea vreme.

Studii

Niels Bohr s-a interesat de fizică și a studiat-o la Universitatea din Copenhaga, de la care a obținut un master în fizică în 1911. Mai târziu a călătorit în Anglia, unde a studiat la Laboratorul Cavendish al Universității din Cambridge.

Principala motivație pentru studierea acolo a fost de a primi tutela lui Joseph John Thomson, un chimist de origine engleză care a primit Premiul Nobel în 1906 pentru descoperirea electronului, în special pentru studiile sale despre cum se mișcă electricitatea prin gaze.

Intenția lui Bohr a fost să traducă teza sa de doctorat, care era exact legată de studiul electronilor, în engleză. Cu toate acestea, Thomson nu a manifestat niciun interes real pentru Bohr, motiv pentru care acesta din urmă a decis să plece de acolo și și-a stabilit cursul pentru Universitatea din Manchester.

Relația cu Ernest Rutherford

Aflat la Universitatea din Manchester, Niels Bohr a avut ocazia să împartă cu fizicianul și chimistul britanic Ernest Rutherford. De asemenea, fusese asistentul lui Thomson și, ulterior, a câștigat Premiul Nobel. Bohr a învățat multe de la Rutherford, în special în domeniul radioactivității și al modelelor atomului..

Odată cu trecerea timpului, colaborarea dintre cei doi oameni de știință a crescut și legătura lor prietenoasă a crescut. Unul dintre evenimentele în care ambii oameni de știință au interacționat în câmpul experimental a fost legat de modelul atomului propus de Rutherford.

Acest model era adevărat în sfera conceptuală, dar nu a fost posibil să-l concepem încadrându-l în legile fizicii clasice. Având în vedere acest lucru, Bohr a îndrăznit să spună că motivul pentru aceasta a fost că dinamica atomilor nu era supusă legilor fizicii clasice..

Institutul nordic de fizică teoretică

Niels Bohr a fost considerat un om timid și introvertit, totuși o serie de eseuri pe care le-a publicat în 1913 i-au adus o largă recunoaștere în domeniul științific, ceea ce l-a făcut o persoană publică recunoscută. Aceste eseuri erau legate de concepția sa despre structura atomului.

În 1916 Bohr a călătorit la Copenhaga și acolo, în orașul său natal, a început să predea fizică teoretică la Universitatea din Copenhaga, unde a studiat..

Fiind în această poziție și datorită faimei pe care o dobândise anterior, Bohr a strâns destui bani necesari pentru a crea în 1920 Institutul Nordic pentru Fizică Teoretică.

Fizicianul danez a condus acest institut din 1921 până în 1962, anul în care a murit. Mai târziu, institutul și-a schimbat numele în Institutul Niels Bohr, în onoarea fondatorului său.. 

Foarte curând, acest institut a devenit o referință în ceea ce privește cele mai importante descoperiri care se făceau la momentul respectiv legate de atom și conformația acestuia.

În scurt timp, Institutul Nordic pentru Fizică Teoretică era la același nivel cu alte universități cu o tradiție mai mare în zonă, precum universitățile germane din Göttingen și München..

Școala din Copenhaga

Anii 1920 au fost foarte importanți pentru Niels Bohr, deoarece în acei ani a emis două dintre principiile fundamentale ale teoriilor sale: principiul corespondenței, emis în 1923 și principiul complementarității, adăugat în 1928..

Principiile menționate anterior au fost baza pe care a început să se formeze Școala de mecanică cuantică de la Copenhaga, numită și Interpretarea de la Copenhaga..

Această școală a găsit adversari la mari oameni de știință precum Albert Einstein însuși, care, după opoziția față de diferite abordări, a ajuns să recunoască Niels Bohr drept unul dintre cei mai buni cercetători științifici ai vremii..

Pe de altă parte, în 1922 a primit Premiul Nobel pentru fizică pentru experimentele sale legate de restructurarea atomică și în același an s-a născut singurul său fiu, Aage Niels Bohr, care s-a format în cele din urmă la institutul pe care Niels l-a prezidat. Mai târziu a devenit directorul acestuia și, în plus, în 1975 a primit Premiul Nobel pentru fizică.

În anii 1930, Bohr s-a stabilit în Statele Unite și s-a concentrat pe publicitatea domeniului fisiunii nucleare. În acest context, Bohr a determinat caracteristica fisibilă pe care o avea plutoniul.

La sfârșitul acelui deceniu, în 1939, Bohr s-a întors la Copenhaga și a primit numirea în funcția de președinte al Academiei Regale Daneze de Științe..

Al doilea razboi mondial

În 1940, Niels Bohr se afla la Copenhaga și, ca urmare a celui de-al doilea război mondial, trei ani mai târziu a fost obligat să fugă în Suedia împreună cu familia, deoarece Bohr avea origini evreiești..

Din Suedia, Bohr a călătorit în Statele Unite. Acolo s-a stabilit și s-a alăturat echipei de colaborare pentru Proiectul Manhattan, care a produs prima bombă atomică. Acest proiect a fost realizat într-un laborator a cărui locație era Los Alamos, în New Mexico, iar în timpul participării sale la proiectul menționat, Bohr și-a schimbat numele în Nicholas Baker.

Întoarce-te acasă și moarte

La sfârșitul celui de-al doilea război mondial, Bohr s-a întors la Copenhaga, unde a devenit din nou director al Institutului nordic de fizică teoretică și a susținut întotdeauna aplicarea energiei atomice cu obiective utile, căutând întotdeauna eficiența în diferite procese..

Această înclinație se datorează faptului că Bohr era conștient de marea pagubă care ar putea fi cauzată de ceea ce a descoperit și, în același timp, știa că există o utilitate mai constructivă pentru acest tip de energie puternică. Așadar, încă din anii 1950, Niels Bohr s-a dedicat să țină prelegeri axate pe utilizarea pașnică a energiei atomice..

După cum am menționat mai devreme, Bohr nu a ratat magnitudinea energiei atomice, așa că, pe lângă faptul că a pledat pentru utilizarea corectă a acesteia, el a mai stipulat că guvernele ar trebui să se asigure că această energie nu a fost utilizată într-un mod distructiv..

Această noțiune a fost prezentată în 1951, într-un manifest semnat de peste o sută de cercetători și oameni de știință de renume la acea vreme..

Ca o consecință a acestei acțiuni și a activității sale anterioare în favoarea utilizării pașnice a energiei atomice, în 1957 Fundația Ford i-a acordat premiul Atoms for Peace, acordat personalităților care au căutat să promoveze utilizarea pozitivă a acestui tip de energie ..

Niels Bohr a murit la 18 noiembrie 1962, la Copenhaga, orașul său natal, la vârsta de 77 de ani..

Contribuțiile și descoperirile Niels Bohr

Bohr și Albert Einstein

Modelul și structura atomului

Modelul atomic al lui Niels Bohr este considerat una dintre cele mai mari contribuții ale sale la lumea fizicii și a științei în general. El a fost primul care a prezentat atomul ca un nucleu încărcat pozitiv înconjurat de electroni orbitanți..

Bohr a reușit să descopere mecanismul intern de lucru al unui atom: electronii sunt capabili să orbiteze independent în jurul nucleului. Numărul de electroni prezenți pe orbita exterioară a nucleului determină proprietățile elementului fizic.

Pentru a obține acest model atomic, Bohr a aplicat teoria cuantică a lui Max Planck modelului atomic dezvoltat de Rutherford, obținând ca rezultat modelul care i-a adus premiul Nobel. Bohr a prezentat structura atomică ca un mic sistem solar.

Concepte cuantice la nivel atomic

Ceea ce a determinat modelul atomic al lui Bohr să fie considerat revoluționar a fost metoda pe care a folosit-o pentru a-l obține: aplicarea teoriilor fizicii cuantice și corelația lor cu fenomenele atomice..

Cu aceste aplicații, Bohr a reușit să determine mișcările electronilor în jurul nucleului atomic, precum și modificările proprietăților lor..

În același mod, prin aceste concepte, el a reușit să obțină o noțiune despre modul în care materia este capabilă să absoarbă și să emită lumină din cele mai imperceptibile structuri interne ale sale..

Descoperirea teoremei lui Bohr-van Leeuwen

Teorema Bohr-van Leeuwen este o teoremă aplicată în zona mecanicii. Lucrată mai întâi de Bohr în 1911 și ulterior completată de van Leeuwen, aplicarea acestei teoreme a reușit să diferențieze sfera fizicii clasice de fizica cuantică..

Teorema afirmă că magnetizarea rezultată din aplicarea mecanicii clasice și a mecanicii statistice va fi întotdeauna zero. Bohr și van Leeuwen au reușit să întrezărească anumite concepte care nu puteau fi dezvoltate decât prin fizica cuantică.

Astăzi, teorema ambilor oameni de știință este aplicată cu succes în domenii precum fizica plasmei, electromecanica și ingineria electrică..

Principiul complementarității

În cadrul mecanicii cuantice, principiul complementarității formulat de Bohr, care reprezintă o abordare teoretică și rezultată în același timp, susține că obiectele supuse proceselor cuantice au atribuții complementare care nu pot fi observate sau măsurate simultan..

Acest principiu al complementarității se naște dintr-un alt postulat dezvoltat de Bohr: interpretarea de la Copenhaga; fundamental pentru cercetarea mecanicii cuantice.

Interpretarea de la Copenhaga

Cu ajutorul oamenilor de știință Max Born și Werner Heisenberg, Niels Bohr a dezvoltat această interpretare a mecanicii cuantice, care a făcut posibilă elucidarea unora dintre elementele care fac posibile procesele mecanice, precum și diferențele lor. Formulat în 1927, este considerat o interpretare tradițională.

Conform interpretării de la Copenhaga, sistemele fizice nu au proprietăți definite înainte de a fi supuse măsurătorilor, iar mecanica cuantică este capabilă doar să prezică probabilitățile prin care măsurătorile efectuate vor da anumite rezultate..

Structura tabelului periodic

Din interpretarea modelului atomic, Bohr a reușit să structureze mai detaliat tabelul periodic al elementelor existente la acel moment..

El a fost capabil să afirme că proprietățile chimice și capacitatea de legare a unui element sunt strâns legate de încărcarea sa de valențe.

Munca lui Bohr aplicată tabelului periodic a condus la dezvoltarea unui nou domeniu al chimiei: chimia cuantică.

În mod similar, elementul cunoscut sub numele de Bor (Bohrium, Bh), își primește numele în tribut lui Niels Bohr.

Reacții nucleare

Folosind un model propus, Bohr a reușit să propună și să stabilească mecanismele reacțiilor nucleare dintr-un proces în două etape.

Prin bombardarea particulelor cu energie scăzută, se formează un nou nucleu cu stabilitate scăzută, care va emite în cele din urmă raze gamma, în timp ce integritatea sa se degradează..

Această descoperire a lui Bohr a fost considerată cheie în zona științifică mult timp, până când a fost lucrată și îmbunătățită, ani mai târziu, de unul dintre fiii săi, Aage Bohr..

Explicația fisiunii nucleare

Fisiunea nucleară este un proces de reacție nucleară prin care nucleul atomic începe să se împartă în părți mai mici..

Acest proces este capabil să producă cantități mari de protoni și fotoni, eliberând energie în același timp și în mod constant.

Niels Bohr a dezvoltat un model care a făcut posibilă explicarea procesului de fisiune nucleară a unor elemente. Acest model a constat în observarea unei picături de lichid care ar reprezenta structura nucleului..

În același mod în care structura integrală a unei picături poate fi separată în două părți similare, Bohr a reușit să arate că același lucru se poate întâmpla cu un nucleu atomic, fiind capabil să genereze noi procese de formare sau deteriorare la nivel atomic..

Referințe

  1. Bohr, N. (1955). Omul și știința fizică. Theoria: An International Journal for Theory, History and Foundations of Science, 3-8.
  2. Lozada, R. S. (2008). Niels Bohr. Actul universitar, 36-39.
  3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Fapte. Adus de la Nobelprize.org: nobelprize.org
  4. Savoie, B. (2014). O dovadă riguroasă a teoremei lui Bohr-van Leeuwen în limita semiclasică. RMP, cincizeci.
  5. Editorii Encyclopædia Britannica. (17 noiembrie 2016). Model de nucleu compus. Adus din Encyclopedia Britannica: britannica.com.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.