Niels Bohr: Biografija in atomska teorija

Pin
Send
Share
Send

Levo: Niels Bohr leta 1922. Desno: Danska znamka iz leta 1963 je Bohorja počastila ob 50-letnici njegove atomske teorije. (Slika: Levo: AB Lagrelius & Westphal, Ameriški inštitut za fiziko. Desno: Antonio Abrignani / Shutterstock.com)

Niels Bohr je bil eden najpomembnejših znanstvenikov moderne fizike, najbolj znan po svojih pomembnih prispevkih kvantni teoriji in svojih raziskavah o strukturi atomov z Nobelovo nagrado.

Rojen v Københavnu leta 1885 dobro izobraženim staršem, se je Bohr v mladosti začel zanimati za fiziko. Predmet je preučeval skozi dodiplomska in podiplomska leta, doktoriral iz fizike pa leta 1911 na univerzi v Kopenhagnu.

V času študentov je Bohr zmagal na natečaju Akademije znanosti v Kopenhagnu za raziskovanje meritev površinske napetosti tekočine z nihajočimi curki tekočine. Delal je v laboratoriju svojega očeta (priznanega fiziologa), Bohr je izvedel več poskusov in celo izdelal svoje steklene epruvete.

Bohr je presegel sedanjo teorijo površinske napetosti tekočine, pri čemer je upošteval viskoznost vode in vključil končne amplitude in ne infinitezimalne. Svoj esej je predložil v zadnjem trenutku, saj je osvojil prvo mesto in zlato medaljo. Izboljšal se je na teh idejah in jih poslal v londonsko kraljevo družbo, ki jih je leta 1908 objavila v reviji Philosophicalgery of the Royal Society, poroča Nobelprize.org.

Njegovo nadaljnje delo je postajalo vse bolj teoretično. Med izvajanjem raziskav za doktorsko disertacijo o elektronski teoriji kovin je Bohr prvič naletel na zgodnjo kvantno teorijo Maxa Plancka, ki je energijo opisal kot drobne delce ali kvante.

Leta 1912 je Bohr delal za nobelovca J.J. Thompsona v Angliji, ko se je predstavil Ernestu Rutherfordu, čigar odkritje jedra in razvoj atomskega modela mu je leta 1908 prineslo Nobelovo nagrado za kemijo. Pod nadzorom Rutherforda je Bohr začel preučevati lastnosti atomov.

Bohr je od leta 1913 do 1914 predaval fiziko na univerzi v Københavnu in podobno funkcijo nadaljeval na univerzi Victoria v Manchestru od 1914 do 1916. Leta 1916 se je vrnil na univerzo v Københavnu, da bi postal profesor teoretične fizike. Leta 1920 so ga imenovali za predstojnika Inštituta za teoretično fiziko.

V kombinaciji Rutherfordovega opisa jedra in Planckove teorije o kvantah je Bohr pojasnil, kaj se dogaja znotraj atoma, in razvil sliko strukture atoma. To delo mu je leta 1922 prineslo lastno Nobelovo nagrado.

Istega leta, ko je začel študij pri Rutherfordu, se je Bohr poročil z ljubeznijo svojega življenja, Margaret Nørlund, s katero je imel šest sinov. Pozneje v življenju je postal predsednik kraljevske danske akademije znanosti ter član znanstvenih akademij po vsem svetu.

Ko so nacisti v drugi svetovni vojni napadli Dansko, je Bohr uspel pobegniti na Švedsko. Zadnji dve leti vojne je preživel v Angliji in ZDA, kjer se je vključil v projekt Atomic Energy. Pomembno pa mu je bilo, da svoje veščine uporabi za dobro in ne za nasilje. Svoje delo je posvetil miroljubni uporabi atomske fizike in reševanju političnih problemov, ki izhajajo iz razvoja atomskega orožja za uničevanje. Menil je, da bi morali biti narodi popolnoma odprti, zato je ta stališča zapisal v svojem Odprtem pismu Združenim narodom leta 1950.

Stilizirani prikaz litijevega atoma ponazarja atomski model Nielsa Bohra, da je atom majhno, pozitivno nabiti jedro, obkroženo z orbitirajočimi elektroni. (Kreditna slika: Boris15 Shutterstock)

Atomski model

Največji prispevek Bohra k moderni fiziki je bil atomski model. Bohrov model prikazuje atom kot majhno, pozitivno nabito jedro, ki ga obkrožajo krožeči elektroni.

Bohr je prvi ugotovil, da elektroni potujejo po ločenih orbitah okoli jedra in da število elektronov v zunanji orbiti določa lastnosti elementa.

Kemični element bohrij (Bh), št. 107 na periodični tabeli elementov, je poimenovan po njem.

Teorija kapljic tekočine

Bohrovo teoretično delo je pomembno prispevalo k znanstvenikovemu razumevanju jedrske cepitve. Po njegovi teoriji kapljic tekočine kapljica tekočine zagotavlja natančen prikaz jedra atoma.

Ta teorija je bila ključna pri prvih poskusih cepitve uranovih atomov v tridesetih letih 20. stoletja, kar je bil pomemben korak v razvoju atomske bombe.

Kljub svojim prispevkom k ameriškemu projektu za atomsko energijo med drugo svetovno vojno je bil Bohr odkrit zagovornik mirne uporabe atomske fizike.

Kvantna teorija

Bohrov koncept komplementarnosti, o katerem je pisal v številnih esejih med letoma 1933 in 1962, navaja, da je na elektrona mogoče gledati na dva načina, bodisi kot delček ali kot val, vendar nikoli oba hkrati.

Ta koncept, ki je osnova zgodnje kvantne teorije, tudi pojasnjuje, da mora biti ne glede na to, kako nekdo gleda na elektrona, vse razumevanje njegovih lastnosti zakoreninjeno v empiričnem merjenju. Bohrova teorija poudarja, da na rezultate eksperimenta močno vplivajo merilna orodja, ki se uporabljajo za njihovo izvedbo.

Bohrovi prispevki k študiju kvantne mehanike so za vedno spomni na Inštitut za teoretično fiziko na univerzi v Københavnu, ki ga je pomagal najti leta 1920 in vodil do smrti leta 1962. Odtlej se je v njegovo čast preimenoval v Institut Niels Bohr.

Navedbe Nielsa Bohra

"Vsaka velika in globoka težava sama po sebi nosi svojo rešitev. Prisili nas, da spremenimo svoje mišljenje, da bi ga našli."

"Vse, kar imenujemo resnično, je sestavljeno iz stvari, ki je ni mogoče obravnavati kot resnično."

"Najboljše orožje diktature je tajnost, najboljše orožje demokracije pa bi moralo biti orožje odprtosti."

"Nikoli se ne izražaj bolj jasno, kot si lahko misliš."

Pin
Send
Share
Send