NIELS BOHR: ŽIVOTOPIS A PRÍSPEVKY - VEDA - 2026

Niels Bohr (1885-1962) bol dánsky fyzik, ktorý získal Nobelovu cenu za fyziku v roku 1922 za výskum súvisiaci so štruktúrou atómov a úrovňou ich žiarenia. Bohr, vychovaný a vzdelaný v európskych krajinách, na najprestížnejších anglických univerzitách, bol tiež renomovaným bádateľom a zaujímal sa o filozofiu.

Pracoval spolu s ďalšími renomovanými vedcami a laureátmi Nobelovej ceny, ako sú JJ Thompson a Ernest Rutherford, ktorí ho povzbudili, aby pokračoval vo výskume v atómovej oblasti.

Bohr záujem o atómovú štruktúru ho priviedol k tomu, aby sa presťahoval medzi univerzitami, aby našiel tú, ktorá by mu poskytla priestor na rozvoj jeho výskumu podľa vlastných predstáv.

Niels Bohr začal s objavmi, ktoré urobil Rutherford, a pokračoval v ich vývoji, až dokázal na ne položiť svoj vlastný odtlačok.

Bohr prišiel do rodiny s viac ako šiestimi deťmi, bol tútorom iného vedeckého osobnosti ako Werner Heisenberg a prezident Kráľovskej dánskej akadémie vied, ako aj členom ďalších vedeckých akadémií po celom svete.

životopis

Niels Bohr sa narodil 7. októbra 1885 v Kodani, hlavnom meste Dánska. Otec Nielsa bol menovaný kresťanom a profesorom fyziológie na Kodanskej univerzite.

Matkou Nielsovej bola Ellen Adler, ktorej rodina bola ekonomicky privilegovaná a mala vplyv na dánske bankové prostredie. Nielsova rodinná situácia mu umožnila prístup k vzdelaniu, ktoré sa v tom čase považovalo za privilegované.

štúdie

Niels Bohr sa začal zaujímať o fyziku a študoval ju na Kodanskej univerzite, od ktorej v roku 1911 získal magisterský titul z fyziky. Neskôr odcestoval do Anglicka, kde študoval v Cavendish Laboratory na University of Cambridge.

Hlavnou motiváciou pre štúdium v ​​tejto oblasti bolo získať vedenie Josepha Johna Thomsona, chemika anglického pôvodu, ktorý získal Nobelovu cenu v roku 1906 za objav elektrónu, konkrétne za štúdie, ktoré sa zaoberali pohybom elektriny plynmi. ,

Bohr mal v úmysle preložiť svoju dizertačnú prácu do angličtiny, ktorá sa presne týkala štúdia elektrónov. Thomson však o Bohra nemal skutočný záujem, a preto sa rozhodol odísť a pripraviť si kurz na univerzitu v Manchestri.

Vzťah s Ernestom Rutherfordom

Na univerzite v Manchestri mala Niels Bohr príležitosť podeliť sa s britským fyzikom a chemikom Ernestom Rutherfordom. Bol tiež Thomsonovým asistentom a neskôr získal Nobelovu cenu. Bohr sa od Rutherforda veľa naučil, najmä v oblasti rádioaktivity a modelov atómu.

Postupom času spolupráca medzi oboma vedcami rástla a ich priateľstvo rástlo. Jedna z udalostí, pri ktorej obaja vedci interagovali v experimentálnej oblasti, sa týkala modelu atómu navrhnutého Rutherfordom.

Tento model bol pravdivý v koncepčnej oblasti, ale nebolo možné ho predstaviť tak, že by sa vytvoril v zákonoch klasickej fyziky. Vzhľadom na to sa Bohr odvážil povedať, že dôvodom bolo to, že dynamika atómov nepodlieha zákonom klasickej fyziky.

Nordický inštitút teoretickej fyziky

Niels Bohr bol považovaný za plachého a introvertného muža, ale séria esejí, ktoré publikoval v roku 1913, mu získala široké uznanie vo vedeckej oblasti, vďaka čomu sa stala uznávanou osobnosťou verejnosti. Tieto eseje súviseli s jeho poňatím štruktúry atómu.

V roku 1916 Bohr odcestoval do Kodane a tam, vo svojom rodnom meste, začal učiť teoretickú fyziku na Kodanskej univerzite, kde študoval.

Bohr bol v tejto pozícii a vďaka sláve, ktorú predtým získal, Bohr získal dostatočné peniaze, ktoré boli potrebné na vytvorenie Severského ústavu teoretickej fyziky v roku 1920.

Dánsky fyzik riadil tento inštitút v rokoch 1921 až 1962, v roku, keď zomrel. Neskôr inštitút zmenil svoj názov a na počesť svojho zakladateľa sa nazýval Inštitút Nielsa Bohra.

Tento inštitút sa čoskoro stal odkazom na najdôležitejšie objavy, ktoré sa v tom čase robili v súvislosti s atómom a jeho konformáciou.

V krátkom čase bol Severský inštitút teoretickej fyziky na rovnakej úrovni ako iné univerzity s tradičnejšou tradíciou v tejto oblasti, napríklad nemecké univerzity v Göttingene a Mníchove.

Kodanská škola

Dvadsiate roky 20. storočia boli pre Nielsa Bohra veľmi dôležité, pretože počas týchto rokov vydal dva základné princípy svojich teórií: zásadu korešpondencie vydanú v roku 1923 a zásadu komplementarity, ktorá sa pridala v roku 1928.

Vyššie uvedené zásady boli základom, na ktorom sa začala formovať Kodanská škola kvantovej mechaniky, tiež nazývaná Kodanská interpretácia.

Táto škola našla oponentov vo veľkých vedcoch, ako je samotný Albert Einstein, ktorý po opozícii voči rôznym prístupom nakoniec uznal Nielsa Bohra za jedného z najlepších vedeckých vedcov tej doby.

Na druhej strane v roku 1922 získal Nobelovu cenu za fyziku za experimenty súvisiace s atómovou reštrukturalizáciou a v tom istom roku sa narodil jeho jediný syn, Aage Niels Bohr, ktorý nakoniec študoval na inštitúte, ktorému predsedá Niels. Neskôr sa stal jej riaditeľom a v roku 1975 získal Nobelovu cenu za fyziku.

Počas tridsiatych rokov sa Bohr usadil v Spojených štátoch a zameral sa na publicitu v oblasti jadrového štiepenia. V tejto súvislosti Bohr určil štiepnu charakteristiku plutónia.

Na konci tohto desaťročia, v roku 1939, sa Bohr vrátil do Kodane a dostal menovanie prezidenta Kráľovskej dánskej akadémie vied.

Druhá svetová vojna

V roku 1940 bol Niels Bohr v Kodani a o tri roky neskôr bol v dôsledku druhej svetovej vojny nútený utiecť spolu so svojou rodinou do Švédska, pretože Bohr mal židovský pôvod.

Zo Švédska Bohr odcestoval do Spojených štátov. Tam sa usadil a pripojil sa k tímu spolupráce pre Manhattanský projekt, ktorý produkoval prvú atómovú bombu. Tento projekt sa uskutočnil v laboratóriu v Los Alamos v Novom Mexiku a počas jeho účasti na projekte sa Bohr zmenil na Nicholas Baker.

Domov a smrť

Na konci druhej svetovej vojny sa Bohr vrátil do Kodane, kde sa opäť stal riaditeľom Severského inštitútu teoretickej fyziky a vždy obhajoval aplikáciu atómovej energie s užitočnými cieľmi, pričom vždy hľadal efektívnosť v rôznych procesoch.

Tento sklon je spôsobený skutočnosťou, že Bohr si bol vedomý veľkého poškodenia, ktoré mohol objaviť, a zároveň vedel, že pre tento druh veľmi silnej energie existuje konštruktívnejší nástroj. Od 50. rokov sa Niels Bohr venoval konferenciám zameraným na mierové využívanie atómovej energie.

Ako sme už spomenuli, Bohr si nevynechal veľkosť atómovej energie, a preto okrem toho, že sa zasadzuje za správne využívanie energie, stanovil tiež to, že vlády by mali zabezpečiť, aby sa táto energia nepoužila deštruktívnym spôsobom.

Táto predstava bola predstavená v roku 1951 v manifeste podpísanom v tom čase viac ako stovkou renomovaných vedcov a vedcov.

V dôsledku tejto akcie a svojej predchádzajúcej práce v prospech mierového využívania atómovej energie mu v roku 1957 Nadácia Ford udelila cenu Atoms for Peace, ktorú dostali osobnosti, ktoré sa snažili propagovať pozitívne využívanie tohto typu energie.

Niels Bohr zomrel 18. novembra 1962 vo svojom rodnom meste Kodani vo veku 77 rokov.

Príspevky a objavy Nielsa Bohra

Bohr a Albert Einstein

Model a štruktúra atómu

Atómový model Nielsa Bohra sa považuje za jeden z jeho najväčších prínosov do sveta fyziky a vedy všeobecne. Bol prvým, ktorý vystavil atóm ako kladne nabité jadro obklopené obiehajúcimi elektrónmi.

Bohr sa podarilo objaviť vnútorný pracovný mechanizmus atómu: elektróny sú schopné obiehať nezávisle okolo jadra. Počet elektrónov prítomných na vonkajšej obežnej dráhe jadra určuje vlastnosti fyzikálneho prvku.

Na získanie tohto atómového modelu Bohr použil Maxovu Planckovu kvantovú teóriu na atómový model vyvinutý Rutherfordom, čím získal model, ktorý mu získal Nobelovu cenu. Bohr predstavil atómovú štruktúru ako malú slnečnú sústavu.

Kvantové koncepcie na atómovej úrovni

Bohrovho atómový model priviedol k tomu, aby sa považoval za revolučného, ​​bola metóda, ktorú použil na jeho dosiahnutie: uplatňovanie kvantových teórií fyziky a ich vzájomný vzťah s atómovými javmi.

Pri týchto aplikáciách bol Bohr schopný určiť pohyb elektrónov okolo atómového jadra, ako aj zmeny ich vlastností.

Rovnakým spôsobom sa prostredníctvom týchto konceptov podarilo získať predstavu o tom, ako je hmota schopná absorbovať a emitovať svetlo zo svojich najviac nepostrehnuteľných vnútorných štruktúr.

Objav Bohr-van Leeuwenovej vety

Bohr-van Leeuwenova veta je veta aplikovaná na oblasť mechaniky. Prax, ktorú prvýkrát napísal Bohr v roku 1911 a neskôr ju doplnil van Leeuwen, aplikácia tejto vety dokázala odlíšiť rozsah klasickej fyziky od kvantovej fyziky.

Veta uvádza, že magnetizácia vyplývajúca z aplikácie klasickej mechaniky a štatistickej mechaniky bude vždy nulová. Bohr a van Leeuwen dokázali nahliadnuť do určitých pojmov, ktoré bolo možné rozvíjať iba pomocou kvantovej fyziky.

Veta oboch vedcov sa dnes úspešne uplatňuje v oblastiach, ako je fyzika plazmy, elektromechanika a elektrotechnika.

Zásada komplementarity

V rámci kvantovej mechaniky, princíp komplementarity formulovaný Bohrom, ktorý predstavuje zároveň teoretický a výsledný prístup, tvrdí, že objekty podrobené kvantovým procesom majú komplementárne atribúty, ktoré nemožno súčasne pozorovať ani merať.

Tento princíp komplementarity sa rodí z iného postulátu, ktorý vypracoval Bohr: kodanská interpretácia; základom pre výskum kvantovej mechaniky.

Tlmočenie v Kodani

S pomocou vedcov Maxa Born a Wernera Heisenberga vyvinul Niels Bohr túto interpretáciu kvantovej mechaniky, ktorá umožnila objasniť niektoré prvky, ktoré umožňujú mechanické procesy, ako aj ich rozdiely. Formulovaná v roku 1927 sa považuje za tradičnú interpretáciu.

Podľa kodanskej interpretácie fyzikálne systémy nemajú žiadne definitívne vlastnosti skôr, ako sa podrobia meraniam, a kvantová mechanika je schopná iba predpovedať pravdepodobnosti, pomocou ktorých uskutočnené merania prinesú určité výsledky.

Štruktúra periodickej tabuľky

Na základe interpretácie atómového modelu bol Bohr schopný podrobnejšie štruktúrovať periodickú tabuľku prvkov, ktoré v tom čase existovali.

Dokázal konštatovať, že chemické vlastnosti a väzbová kapacita prvku úzko súvisia s jeho valenčným nábojom.

Bohrova práca aplikovaná na periodickú tabuľku viedla k vývoju novej oblasti chémie: kvantovej chémie.

Podobne prvok známy ako Boron (Bohrium, Bh) dostáva svoje meno na počesť Nielsa Bohra.

Jadrové reakcie

Na základe navrhovaného modelu bol Bohr schopný navrhnúť a ustanoviť mechanizmy jadrových reakcií z dvojstupňového procesu.

Bombardovaním nízkoenergetických častíc sa vytvorí nové jadro s nízkou stabilitou, ktoré nakoniec emituje gama lúče, zatiaľ čo jeho integrita klesá.

Tento objav Bohra bol dlhý čas považovaný za kľúčový vo vedeckej oblasti, až kým ho nespracoval a po rokoch nezlepšil jeden z jeho synov Aage Bohr.

Vysvetlenie jadrového štiepenia

Jadrové štiepenie je proces jadrovej reakcie, pri ktorom sa atómové jadro začína deliť na menšie časti.

Tento proces je schopný produkovať veľké množstvo protónov a fotónov, uvoľňujúcich energiu súčasne a neustále.

Niels Bohr vyvinul model, ktorý umožnil vysvetliť proces jadrového štiepenia niektorých prvkov. Tento model pozostával z pozorovania kvapky kvapaliny, ktorá by predstavovala štruktúru jadra.

Rovnakým spôsobom, že integrálnu štruktúru kvapky možno rozdeliť na dve podobné časti, Bohr dokázal, že to isté sa môže stať s atómovým jadrom, ktoré je schopné vytvárať nové procesy tvorby alebo zhoršovania na atómovej úrovni.

Referencie

1. Bohr, N. (1955). Človek a fyzikálna veda. Theoria: Medzinárodný časopis pre teóriu, históriu a základy vedy, 3-8.
2. Lozada, RS (2008). Niels Bohr. University Act, 36-39.
3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Fakty. Zdroj: Nobelprize.org
4. Savoie, B. (2014). Dôsledný dôkaz vety Bohr-van Leeuwen v semiklasickom limite. RMP, 50.
5. Editors of Encyclopædia Britannica. (17. novembra 2016). Model zloženého jadra. Zdroj: Encyklopédia Britannica: britannica.com.