Niels Bohr Biografi och bidrag

2790
Jonah Lester

Niels Bohr (1885-1962) var en dansk fysiker som vann Nobelpriset i fysik 1922, för sin forskning relaterad till atomernas struktur och deras strålningsnivåer. Uppväxt och utbildad i europeiska länder, vid de mest prestigefyllda engelska universiteten, var Bohr också en känd forskare och nyfiken på filosofi..

Han arbetade tillsammans med andra kända forskare och nobelpristagare, som J.J. Thompson och Ernest Rutherford, som uppmuntrade honom att fortsätta sin forskning inom atomområdet.

Bohrs intresse för atomstruktur fick honom att bläddra mellan universitet tills han hittade ett som skulle ge honom utrymme att utveckla sin forskning på egna villkor..

Niels Bohr började från upptäckterna från Rutherford för att fortsätta utveckla dem tills han kunde skriva ut sitt eget avtryck på dem..

Bohr kom att ha en familj på mer än sex barn, var handledare för andra vetenskapliga framträdanden som Werner Heisenberg och president för Kungliga danska vetenskapsakademin, samt medlem av andra vetenskapliga akademier runt om i världen..

Artikelindex

  • 1 Biografi
    • 1.1 Studier
    • 1.2 Förhållande med Ernest Rutherford
    • 1.3 Nordiska institutet för teoretisk fysik
    • 1.4 Köpenhamnskolan
    • 1.5 Andra världskriget
    • 1.6 Återvänd hem och döden
  • 2 Bidrag och upptäckter av Niels Bohr
    • 2.1 Atomens modell och struktur
    • 2.2 Kvantbegrepp på atomnivå
    • 2.3 Upptäckt av Bohr-van Leeuwen-satsen
    • 2.4 Princip för komplementaritet
    • 2.5 Köpenhamntolkning
    • 2.6 Det periodiska systemets struktur
    • 2.7 Kärnreaktioner
    • 2.8 Förklaring av kärnklyvning
  • 3 Referenser

Biografi

Niels Bohr föddes den 7 oktober 1885 i Köpenhamn, Danmarks huvudstad. Niels far heter Christian och han var professor i fysiologi vid Köpenhamns universitet.

Niels mor var för sin del Ellen Adler, vars familj var ekonomiskt privilegierad, eftersom hon hade inflytande i den danska bankmiljön. Niels familjesituation gjorde det möjligt för honom att få tillgång till en utbildning som ansågs privilegierad då.

Studier

Niels Bohr blev intresserad av fysik och studerade den vid Köpenhamns universitet, varifrån han tog en magisterexamen i fysik 1911. Senare reste han till England, där han studerade vid Cavendish Laboratory vid University of Cambridge..

Huvudmotivationen för att studera där var att få handledning av Joseph John Thomson, en kemist av engelska ursprung som fick Nobelpriset 1906 för upptäckten av elektronen, speciellt för sina studier om hur el rör sig genom gaser.

Bohrs avsikt var att översätta sin doktorsavhandling, som var exakt relaterad till studiet av elektroner, till engelska. Thomson visade emellertid inget verkligt intresse för Bohr, varför den senare bestämde sig för att lämna dit och sätta sin kurs mot University of Manchester.

Förhållande med Ernest Rutherford

Medan han var vid University of Manchester hade Niels Bohr möjlighet att dela med den brittiska fysikern och kemisten Ernest Rutherford. Han hade också varit Thomsons assistent och vann därefter Nobelpriset. Bohr lärde sig mycket av Rutherford, särskilt inom området radioaktivitet och modeller av atomen..

Med tiden gick samarbetet mellan de två forskarna och deras vänskapliga band växte. En av de händelser där båda forskarna interagerade i experimentfältet var relaterad till den atommodell som föreslagits av Rutherford.

Denna modell var sant inom begreppssfären, men det var inte möjligt att tänka den genom att utforma den i lagarna för klassisk fysik. Med tanke på detta vågade Bohr säga att anledningen till detta var att dynamiken i atomer inte var föremål för lagarna i klassisk fysik..

Nordiska institutet för teoretisk fysik

Niels Bohr ansågs vara en blyg och introverad man, men en serie uppsatser som han publicerade 1913 gav honom stort erkännande inom det vetenskapliga området, vilket gjorde honom till en erkänd offentlig person. Dessa uppsatser var relaterade till hans uppfattning om atomens struktur.

År 1916 reste Bohr till Köpenhamn och där, i sin hemstad, började han undervisa teoretisk fysik vid Köpenhamns universitet, där han studerade..

Genom att vara i den positionen och tack vare den berömmelse han tidigare förvärvat samlade Bohr tillräckligt med pengar som var nödvändiga för att 1920 skapa Nordiska institutet för teoretisk fysik.

Den danska fysikern ledde detta institut från 1921 till 1962, året då han dog. Senare ändrade institutet sitt namn till Niels Bohr Institute för att hedra dess grundare.. 

Mycket snart blev detta institut en referens när det gäller de viktigaste upptäckterna som gjordes vid den tiden relaterade till atomen och dess konformation.

På kort tid var Nordiska institutet för teoretisk fysik på nivå med andra universitet med en större tradition i området, såsom de tyska universiteten i Göttingen och München..

Köpenhamnskolan

1920-talet var mycket viktigt för Niels Bohr, eftersom han under dessa år utfärdade två av de grundläggande principerna i sina teorier: korrespondensprincipen, utfärdad 1923, och principen om komplementaritet, som tillkom 1928..

De ovannämnda principerna var grunden för Köpenhamns kvantmekanikskola, även kallad Köpenhamntolkningen, började bildas..

Denna skola hittade motståndare hos stora forskare som Albert Einstein själv, som efter motstånd mot olika tillvägagångssätt slutade erkänna Niels Bohr som en av de bästa vetenskapliga forskarna i tiden.

Å andra sidan fick han 1922 Nobelpriset i fysik för sina experiment relaterade till atomomstrukturering, och samma år föddes hans enda son, Aage Niels Bohr, som så småningom tränade vid institutet som Niels presiderade över. Senare blev han dess regissör och dessutom 1975 fick han Nobelpriset i fysik.

Under 1930-talet bosatte sig Bohr i USA och fokuserade på att publicera området för kärnklyvning. Det var i detta sammanhang som Bohr bestämde klyvningsegenskapen som plutonium hade.

I slutet av detta årtionde, 1939, återvände Bohr till Köpenhamn och fick utnämningen till president för Royal Danish Academy of Sciences..

Andra världskriget

1940 var Niels Bohr i Köpenhamn och som ett resultat av andra världskriget tre år senare tvingades han fly till Sverige tillsammans med sin familj, eftersom Bohr hade judiskt ursprung..

Från Sverige reste Bohr till USA. Där bosatte han sig och gick med i teamet för Manhattan-projektet som producerade den första atombomben. Detta projekt utfördes i ett laboratorium med platsen Los Alamos i New Mexico, och under sitt deltagande i nämnda projekt bytte Bohr namn till Nicholas Baker.

Återvänd hem och döden

I slutet av andra världskriget återvände Bohr till Köpenhamn, där han återigen blev chef för Nordiska institutet för teoretisk fysik och alltid förespråkade tillämpningen av atomenergi med användbara mål och alltid sökte effektivitet i olika processer..

Denna lutning beror på det faktum att Bohr var medveten om den stora skada som kunde orsakas av det han upptäckte, och samtidigt visste han att det fanns ett mer konstruktivt verktyg för denna typ av kraftfull energi. Så sedan 1950-talet ägnade sig Niels Bohr åt föreläsningar med fokus på fredlig användning av atomenergi..

Som vi nämnde tidigare missade inte Bohr storleken på atomenergin, så förutom att förespråka för korrekt användning, föreskrev han också att det var regeringar som skulle se till att denna energi inte användes på ett destruktivt sätt..

Denna uppfattning presenterades 1951, i ett manifest undertecknat av mer än hundra kända forskare och forskare vid den tiden..

Som en konsekvens av denna aktion och av hans tidigare arbete till förmån för fredlig användning av atomenergi tilldelade Ford Foundation 1957 honom Atoms for Peace-utmärkelsen, tilldelad personligheter som försökte främja den positiva användningen av denna typ av energi ..

Niels Bohr dog den 18 november 1962 i Köpenhamn, hans hemstad, 77 år gammal..

Niels Bohr bidrag och upptäckter

Bohr och Albert Einstein

Atomens modell och struktur

Niels Bohrs atommodell anses vara ett av hans största bidrag till fysik och vetenskap i allmänhet. Han var den första som ställde ut atomen som en positivt laddad kärna omgiven av kretsande elektroner..

Bohr lyckades upptäcka en atoms interna arbetsmekanism: elektroner kan kretsa självständigt runt kärnan. Antalet elektroner som finns i kärnans yttre omlopp bestämmer egenskaperna hos det fysiska elementet.

För att erhålla denna atommodell, tillämpade Bohr Max Plancks kvantteori på den atommodell som utvecklats av Rutherford, och som resultat erhöll den modellen som gav honom Nobelpriset. Bohr presenterade atomstrukturen som ett litet solsystem.

Kvantbegrepp på atomnivå

Det som ledde till att Bohrs atommodell betraktades som revolutionerande var metoden han använde för att uppnå den: tillämpningen av kvantfysikteorier och deras inbördes samband med atomfenomen..

Med dessa applikationer kunde Bohr bestämma elektronernas rörelser runt atomkärnan, liksom förändringarna i deras egenskaper..

På samma sätt kunde han genom dessa begrepp få en uppfattning om hur materia kan absorbera och avge ljus från dess mest omärkliga inre strukturer..

Upptäckt av Bohr-van Leeuwen-satsen

Satsen Bohr-van Leeuwen är en sats som tillämpas på mekanikområdet. Arbetat först av Bohr 1911 och senare kompletterat av van Leeuwen, lyckades tillämpningen av denna sats differentiera omfattningen av klassisk fysik kontra kvantfysik..

Satsen säger att magnetiseringen till följd av tillämpningen av klassisk mekanik och statistisk mekanik alltid kommer att vara noll. Bohr och van Leeuwen lyckades skymta vissa begrepp som bara kunde utvecklas genom kvantfysik.

Idag tillämpas framgången för båda forskarna med framgång inom områden som plasmafysik, elektromekanik och elektroteknik..

Princip för komplementaritet

Inom kvantmekaniken hävdar komplementaritetsprincipen formulerad av Bohr, som representerar ett teoretiskt och resulterande tillvägagångssätt samtidigt, att objekt som utsätts för kvantprocesser har kompletterande attribut som inte kan observeras eller mätas samtidigt..

Denna komplementaritetsprincip härrör från ett annat postulat utvecklat av Bohr: Köpenhamntolkningen; grundläggande för kvantmekanikforskning.

Köpenhamns tolkning

Med hjälp av forskarna Max Born och Werner Heisenberg utvecklade Niels Bohr denna tolkning av kvantmekanik, vilket gjorde det möjligt att belysa några av de element som möjliggör mekaniska processer, liksom deras skillnader. Formulerad 1927 anses det vara en traditionell tolkning.

Enligt Köpenhamns tolkning har fysiska system inga bestämda egenskaper innan de utsätts för mätningar, och kvantmekanik kan bara förutsäga sannolikheterna med vilka mätningarna som gjorts ger vissa resultat..

Strukturen för det periodiska systemet

Från sin tolkning av atommodellen kunde Bohr strukturera det periodiska elementet som fanns vid den tiden mer detaljerat..

Han kunde konstatera att de kemiska egenskaperna och bindningskapaciteten hos ett element är nära relaterade till dess laddning av valenser.

Bohrs arbete tillämpat på det periodiska systemet ledde till utvecklingen av ett nytt kemifält: kvantkemi.

På samma sätt får elementet känt som Bor (Bohrium, Bh) sitt namn i hyllning till Niels Bohr.

Kärnreaktioner

Med hjälp av en föreslagen modell kunde Bohr föreslå och etablera mekanismerna för kärnreaktioner från en tvåstegsprocess.

Genom att bombardera lågenergipartiklar bildas en ny kärna med låg stabilitet som så småningom kommer att avge gammastrålar, medan dess integritet sönderfaller..

Denna upptäckt av Bohr ansågs vara nyckeln inom det vetenskapliga området under lång tid, tills den arbetades med och förbättrades, år senare, av en av hans söner, Aage Bohr..

Förklaring av kärnklyvning

Kärnklyvning är en kärnreaktionsprocess där atomkärnan börjar dela sig i mindre delar..

Denna process kan producera stora mängder protoner och fotoner, frigöra energi samtidigt och ständigt.

Niels Bohr utvecklade en modell som gjorde det möjligt att förklara kärnklyvningsprocessen för vissa element. Denna modell bestod av att observera en droppe vätska som skulle representera kärnans struktur..

På samma sätt som den integrerade strukturen i en droppe kan delas upp i två liknande delar lyckades Bohr visa att detsamma kan hända med en atomkärna och kunna skapa nya processer för bildning eller försämring på atomnivå..

Referenser

  1. Bohr, N. (1955). Människa och fysik. Theoria: En internationell tidskrift för vetenskapsteori, historia och grundval, 3-8.
  2. Lozada, R. S. (2008). Niels Bohr. Universitetslagen, 36-39.
  3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Fakta. Hämtad från Nobelprize.org: nobelprize.org
  4. Savoie, B. (2014). Ett strikt bevis på satsen Bohr-van Leeuwen i den halvklassiska gränsen. RMP, femtio.
  5. Redaktörerna för Encyclopædia Britannica. (17 november 2016). Förening-kärnmodell. Hämtad från Encyclopedia Britannica: britannica.com.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.