Niels Bohr Biogrāfija un iemaksas



Niels Bohr (1885-1962) bija dāņu fiziķis, kurš 1922. gadā ieguva Nobela prēmiju fizikā par pētījumiem, kas saistīti ar atomu struktūru un to starojuma līmeni. Bohr bija arī pazīstams pētnieks un interese par filozofiju Eiropas zemēs, prestižākajās angļu universitātēs..

Viņš strādāja kopā ar citiem pazīstamiem zinātniekiem un Nobela laureātiem, piemēram, J.J. Thompson un Ernest Rutherford, kas mudināja viņu turpināt pētījumus atomu jomā.

Bohr interese par atomu struktūru lika viņam pāriet starp universitātēm, lai atrastu tādu vietu, kas deva viņam iespēju attīstīt savus pētījumus ar saviem noteikumiem.

Niels Bohr sāka no Rutherfordas atklājumiem, lai turpinātu tos attīstīt, līdz viņš var izdrukāt savu nospiedumu.

Bohr ieradās ģimenē, kurā ir vairāk nekā seši bērni, bija citu zinātnisku augstskolu pasniedzējs, piemēram, Werner Heisenberg un Dānijas Karaliskās Zinātņu akadēmijas prezidents, kā arī citu zinātnisko akadēmiju loceklis visā pasaulē.

Indekss

  • 1 Biogrāfija
    • 1.1. Pētījumi
    • 1.2. Saistība ar Ernestu Rutherfordu
    • 1.3 Ziemeļvalstu teorētiskās fizikas institūts
    • 1.4 Kopenhāgenas skola
    • 1.5 Otrais pasaules karš
    • 1.6 Atgriezties mājās un nāvē
  • 2 Niels Bohr iemaksas un atklājumi
    • 2.1 Atomu modelis un struktūra
    • 2.2 Kvantu koncepcijas atomu līmenī
    • 2.3 Bohr-van Leeuwen teorijas atklāšana
    • 2.4. Papildināmības princips
    • 2.5 Kopenhāgenas interpretācija
    • 2.6 Periodiskās tabulas struktūra
    • 2.7 Kodolreakcijas
    • 2.8. Kodoldalīšanās skaidrojums
  • 3 Atsauces

Biogrāfija

Niels Bohr dzimis 1885. gada 7. oktobrī Dānijas galvaspilsētā Kopenhāgenā. Niela tēvs tika nosaukts par kristieti un bija Kopenhāgenas Universitātes fizioloģijas profesors.

No otras puses, Nīles māte bija Ellen Adler, kura ģimene bija ekonomiski priviliģēta, ietekmējot Dānijas banku vidi. Niels ģimenes stāvoklis ļāva viņam piekļūt izglītībai, ko tajā laikā uzskatīja par priviliģētu.

Pētījumi

Niels Bohr interesējās par fiziku un studēja Kopenhāgenas Universitātē, no kuras viņš 1911. gadā ieguvis fizikas maģistra grādu. Pēc tam viņš devās uz Angliju, kur studējis Kembridžas Universitātes Cavendish laboratorijā.

Galvenais motīvs studijām bija iegūt Anglijas izcelsmes ķīmiķa Džozefa Džona Tomsona, kas 1906. gadā saņēma Nobela prēmiju par elektronu atklāšanu, vadīšanu, īpaši par pētījumiem, ko viņš veica par to, kā elektrība pārvietojas pa gāzēm..

Bohr nodoms bija pārvērst savu promocijas darbu angļu valodā, kas bija tieši saistīts ar elektronu izpēti. Tomēr Thomson neparādīja reālu interesi par Bohru, tāpēc pēdējā nolēma atstāt savu vietu Mančestras universitātē..

Attiecības ar Ernest Rutherford

Mančestras Universitātē Niels Bohr bija iespēja dalīties ar britu fiziķi un ķīmiķi Ernestu Rutherfordu. Viņš bija arī Thomson palīgs un vēlāk ieguva Nobela prēmiju. Bohrs daudz mācījās no Rutherfordas rokām, īpaši radioaktivitātes un atomu modeļu jomā.

Laika gaitā abu zinātnieku sadarbība auga un viņu draudzīgā saikne pieauga. Viens no notikumiem, kuros abu zinātnieku mijiedarbība eksperimentālajā jomā bija saistīta ar Rutherfordas ierosinātā atoma modeli.

Šis modelis bija aktuāls konceptuālajā jomā, bet to nebija iespējams iedomāties, izstrādājot to klasiskās fizikas likumos. Ņemot to vērā, Bohr uzdrošinājās teikt, ka iemesls tam bija tas, ka atomu dinamika nav pakļauta klasiskās fizikas likumiem..

Ziemeļvalstu teorētiskās fizikas institūts

Niels Bohr tika uzskatīts par kautrīgu un intravertu cilvēku, tomēr 1913. gadā publicēto eseju sērija ieguva plašu atzinību zinātnes jomā, kas viņam kļuva par atzītu sabiedrisko personību. Šīs esejas bija saistītas ar viņa koncepciju par atoma struktūru.

1916. gadā Bohrs devās uz Kopenhāgenu un tur, savā dzimtajā pilsētā, viņš sāka sniegt teorētiskās fizikas nodarbības Kopenhāgenas universitātē, kur studēja, kur viņš tika izveidots.

Bohr, būdams šādā stāvoklī un pateicoties iepriekš iegūtajam slavenim, ieguva pietiekami daudz naudas, kas bija nepieciešams, lai 1920. gadā izveidotu Ziemeļvalstu teorētiskās fizikas institūtu..

Dānijas fiziķis šo institūtu vadīja no 1921. līdz 1962. gadam, kad viņš nomira. Vēlāk institūts mainīja savu nosaukumu un tika nosaukts par Niels Bohr institūtu, par godu tās dibinātājam. 

Ļoti drīz šis institūts kļuva par atsauci uz svarīgākajiem atklājumiem, kas tika veikti laikā, kas bija saistīts ar atomu un tā veidolu.

Īsā laikā Ziemeļvalstu teorētiskās fizikas institūts bija līdzvērtīgs citām universitātēm ar vairāk tradīcijām šajā jomā, piemēram, Vācijas augstskolām Göttingenā un Minhenē..

Kopenhāgenas skola

1920. gadi bija ļoti svarīgi Nielam Bohr, jo šajos gados viņš izdeva divus no viņa teoriju pamatprincipiem: korespondences princips, kas izdots 1923. gadā, un papildināmības princips, kas pievienots 1928. gadā..

Iepriekš minētie principi bija pamats, uz kuru sāka veidoties Kopenhāgenas Kvantu mehānikas skola, ko sauc arī par Kopenhāgenas interpretāciju..

Šī skola nelabvēlīgi ietekmēja lielus zinātniekus, piemēram, to pašu Albertu Einšteinu, ka pēc opozīcijas pirms dažādām ekspozīcijām tā beidzot atzina, ka Niels Bohr kā viens no labākajiem pētniekiem šajā laikā.

No otras puses, 1922. gadā viņš saņēma Nobela prēmiju fizikā par eksperimentiem, kas saistīti ar atomu pārstrukturēšanu, un tajā pašā gadā piedzima viņa vienīgais dēls Aage Niels Bohr, kurš beidzot apmācīja Niels vadīto institūtu. Vēlāk viņš kļuva par tās direktoru, un 1975. gadā viņš saņēma Nobela prēmiju fizikā.

30 gadu laikā Bohr apmetās Amerikas Savienotajās Valstīs un koncentrējās uz kodolskaldīšanas jomas publicēšanu. Šajā kontekstā Bohr noteica plutonija skaldmateriālu.

Šī desmitgades beigās, 1939. gadā, Bohr atgriezās Kopenhāgenā un saņēma Dānijas Karaliskās Zinātņu akadēmijas prezidenta iecelšanu..

Otrais pasaules karš

1940. gadā Niels Bohr bija Kopenhāgenā, un pēc Otrā pasaules kara trīs gadus vēlāk viņa ģimene bija spiesta bēgt uz Zviedriju, jo Bohr bija ebreju izcelsme.

No Zviedrijas Bohr devās uz ASV. Tur viņš apmetās un pievienojās Manhetenas projekta sadarbības komandai, kas ražoja pirmo atomu bumbu. Šis projekts tika veikts laboratorijā, kuras atrašanās vieta bija Los Alamos, New Mexico, un piedaloties šajā projektā, Bohr mainīja savu nosaukumu uz Nicholas Baker.

Atgriešanās mājās un nāve

Otrā pasaules kara beigās Bohrs atgriezās Kopenhāgenā, kur viņš atkal bija Ziemeļvalstu teorētiskās fizikas institūta direktors un vienmēr aizstāvēja atomenerģijas izmantošanu ar lietderīgiem mērķiem, vienmēr cenšoties panākt efektivitāti dažādos procesos..

Šis slīpums ir tāpēc, ka Bohrs apzinājās lielo kaitējumu, ko varēja radīt tas, ko viņš atklāja, un tajā pašā laikā viņš zināja, ka šim spēcīgajam enerģijas veidam ir konstruktīvāka izmantošana. Pēc tam kopš 1950. gadiem Niels Bohr veltīja sevi lekcijām, kas vērstas uz atomenerģijas izmantošanu mierīgā ceļā..

Kā jau minēts iepriekš, Bohr nepalaidīja atomu enerģijas apjomu, tāpēc, papildus aizstāvot tās pareizu izmantošanu, viņš arī noteica, ka tieši valdībām bija jānodrošina, ka šī enerģija netiek izmantota destruktīvā veidā..

Šis jēdziens tika prezentēts 1951. gadā manifestā, kuru parakstīja vairāk nekā simts slaveni pētnieki un zinātnieki.

Šī pasākuma rezultātā, kā arī iepriekšējā darbībā, kas bija vērsta uz atomenerģijas izmantošanu mierīgā ceļā, 1957. gadā Ford fonds piešķīra viņam Atomu mieram balvu, kas tika piešķirts personībām, kas centās veicināt šāda veida enerģijas pozitīvu izmantošanu..

Niels Bohrs nomira 1962. gada 18. novembrī Kopenhāgenā, viņa dzimtajā pilsētā, 77 gadu vecumā.

Niels Bohr iemaksas un atklājumi

Atoma modelis un struktūra

Niela Bohra atomu modelis tiek uzskatīts par vienu no viņa lielākajiem ieguldījumiem fizikas un zinātņu pasaulē kopumā. Viņš bija pirmais, kas atomu atveidoja kā pozitīvi uzlādētu kodolu un apkārt apkārtējiem elektroniem.

Bohr spēja atklāt atoma iekšējās darbības mehānismu: elektroni spēj orbītā patstāvīgi ap kodolu. Elektronu ārējā orbītā esošais elektronu skaits nosaka fiziskā elementa īpašības.

Lai iegūtu šo atomu modeli, Bohr piemēroja Max Planck kvantu teoriju Rutherfordas izstrādātajam atomu modelim, kā rezultātā iegūstot modeli, kas viņam piešķīra Nobela prēmiju. Bohr prezentēja atomu struktūru kā nelielu saules sistēmu.

Kvantu koncepcijas atomu līmenī

Tas, ko Bohr atomu modelis uzskatīja par revolucionāru, bija metode, ko tā izmantoja, lai to sasniegtu: kvantu fizikas teoriju pielietošana un to savstarpējā saistība ar atomu parādībām.

Ar šiem pielietojumiem Bohr spēja noteikt elektronu kustības ap atomu kodolu, kā arī izmaiņas to īpašībās.

Tādā pašā veidā, izmantojot šos jēdzienus, viņš varēja iegūt priekšstatu par to, kā materiāls spēj absorbēt un izstarot gaismu no tās visnepietiekamākajām iekšējām struktūrām..

Teorija Bohr-van Leeuwen atklāšana

Teorēma Bohr-van Leeuwen ir teorēma, ko piemēro mehānikas jomā. Pirmo reizi Bohr strādāja 1911. gadā un pēc tam papildināja van Leeuwen, šīs teorēmas pielietošana spēja diferencēt klasiskās fizikas apjomu no kvantu fizikas..

Teorija norāda, ka klasiskā mehānikas un statistikas mehānikas pielietošanas rezultātā iegūtā magnetizācija vienmēr būs nulle. Bohram un van Leeuwenam izdevās ieskatīties noteiktās koncepcijās, kuras varēja attīstīt tikai ar kvantu fizikas palīdzību.

Šodien abu zinātnieku teorēmu veiksmīgi izmanto tādās jomās kā plazmas fizika, elektromehānika un elektrotehnika.

Papildināmības princips

Kvantu mehānikā Bohr formulētais komplementaritātes princips, kas atspoguļo teorētisku pieeju un vienlaikus rada, apgalvo, ka objektiem, kas pakļauti kvantu procesiem, piemīt komplementāri atribūti, kurus nevar novērot vai mediēt vienlaicīgi..

Šis papildināmības princips ir dzimis no citas Bohras izstrādātā postulāta: Kopenhāgenas interpretācija; būtiska kvantu mehānikas izmeklēšanai.

Kopenhāgenas interpretācija

Ar zinātnieku Max Born un Werner Heisenberg palīdzību Niels Bohr izstrādāja šo kvantu mehānikas interpretāciju, kas ļāva izskaidrot dažus elementus, kas padara iespējamus mehāniskus procesus, kā arī to atšķirības. 1927. gadā izstrādātā tradicionālā interpretācija.

Saskaņā ar Kopenhāgenas interpretāciju, fiziskām sistēmām pirms mērījumiem nav noteiktas īpašības, un kvantu mehānika spēj tikai paredzēt varbūtības, ar kādām veiktie mērījumi sniegs konkrētus rezultātus.

Periodiskās tabulas struktūra

No viņa atomu modeļa interpretācijas Bohrs varēja detalizētāk strukturēt tajā laikā pastāvošo elementu periodisko tabulu.

Viņš spēja apstiprināt, ka elementa ķīmiskās īpašības un saistīšanas spēja ir cieši saistīta ar tās slodzi.

Bohra darbi, kas tika izmantoti periodiskajai tabulai, ļāva attīstīt jaunu ķīmijas jomu: kvantu ķīmiju..

Tādā pašā veidā elements, kas pazīstams kā Boro (Bohrium, Bh), iegūst nosaukumu Niels Bohr.

Kodolreakcijas

Ar ierosināto modeli Bohr spēja ierosināt un izveidot kodolreakciju mehānismus no divpakāpju procesa.

Bombardējot zemas enerģijas daļiņas, izveidojas jauna zemas stabilitātes kodols, kas galu galā izstaro gamma starus, bet tās integritāte palēninās.

Šis Bohr atklājums zinātnes jomā jau sen tika uzskatīts par galveno, līdz tas vēlāk, kad viens no saviem bērniem, Aage Bohr, strādāja un uzlabojās..

Kodolskaldījuma skaidrojums

Kodolskaldīšana ir kodolreakcijas process, kurā atomu kodols sāk sadalīties mazākās daļās.

Šis process spēj radīt lielu daudzumu protonu un fotonu, atbrīvojot enerģiju vienlaicīgi un pastāvīgi.

Niels Bohr izstrādāja modeli, kas ļāva izskaidrot dažu elementu kodola skaldīšanas procesu. Šis modelis sastāvēja no šķidruma piliena novērošanas, kas atspoguļotu kodola struktūru.

Tādā pašā veidā, ka piliena integrālo struktūru var iedalīt divās līdzīgās daļās, Bohr spēja pierādīt, ka tas pats var notikt ar atomu kodolu, kas spēj radīt jaunus procesu veidošanās vai pasliktināšanās procesus atomu līmenī..

Atsauces

  1. Bohr, N. (1955). Cilvēks un fiziskā zinātne. Theoria: Starptautisks žurnāls par teoriju, vēsturi un zinātnes pamatiem, 3-8.
  2. Lozada, R. S. (2008). Niels Bohr. Universitātes likums, 36-39.
  3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Fakti. Izgūti no Nobelprize.org: nobelprize.org
  4. Savoie, B. (2014). Stingrs Bohr-van Leeuwen teorēmas pierādījums semiklasikālajā robežās. RMP, 50.
  5. Encyclopædia Britannica redaktori. (2016. gada 17. novembris). Kombinētā kodola modelis. Izgūti no Encyclopedia Britannica: britannica.com.