NIELS BOHR: BIOGRAFI OG BIDRAG - VIDENSKAB - 2025

Niels Bohr (1885-1962) var en dansk fysiker, der blev tildelt Nobelprisen i fysik i 1922 for sin forskning i atomenes struktur og deres strålingsniveauer. Bohr var opvokset og uddannet i europæiske lande på de mest prestigefyldte engelske universiteter og var også en berømt forsker og nysgerrig efter filosofi.

Han arbejdede sammen med andre anerkendte videnskabsfolk og Nobelpristagere, såsom JJ Thompson og Ernest Rutherford, der opmuntrede ham til at fortsætte sin forskning på det atomare område.

Bohrs interesse for atomstruktur førte til, at han flyttede mellem universiteterne for at finde et, der ville give ham plads til at udvikle sin forskning på sine egne vilkår.

Niels Bohr startede fra de opdagelser, Rutherford gjorde, og fortsatte med at udvikle dem, indtil han kunne sætte sit eget aftryk på dem.

Bohr kom til at have en familie på mere end seks børn, var vejleder for anden videnskabelig eminent som Werner Heisenberg og præsident for Det Kongelige Danske Videnskabsakademi, samt et medlem af andre videnskabelige akademier over hele verden.

Biografi

Niels Bohr blev født den 7. oktober 1885 i København, Danmarks hovedstad. Niels far blev navngivet Christian og han var professor i fysiologi ved Københavns Universitet.

Niels 'mor var på sin side Ellen Adler, hvis familie var økonomisk privilegeret og havde indflydelse i det danske bankmiljø. Niels 'familiesituation gjorde det muligt for ham at få adgang til en uddannelse, der blev betragtet som privilegeret på det tidspunkt.

Undersøgelser

Niels Bohr blev interesseret i fysik og studerede det på Københavns Universitet, hvorfra han fik en kandidatgrad i fysik i 1911. Senere rejste han til England, hvor han studerede ved Cavendish Laboratory ved University of Cambridge.

Den største motivation for at studere der var at modtage vejledning af Joseph John Thomson, en kemiker af engelsk oprindelse, der modtog Nobelprisen i 1906 for opdagelsen af ​​elektronet, specifikt for de studier, han gjorde på, hvordan elektricitet bevæger sig gennem gasser.

Bohrs hensigt var at oversætte hans doktorafhandling til engelsk, der netop var relateret til studiet af elektroner. Thomson viste imidlertid ingen reel interesse for Bohr, og derfor besluttede sidstnævnte at forlade der og satte kursen for University of Manchester.

Forhold til Ernest Rutherford

Mens han var på University of Manchester, havde Niels Bohr muligheden for at dele med den britiske fysiker og kemiker Ernest Rutherford. Han havde også været Thomsons assistent og vandt senere Nobelprisen. Bohr lærte meget af Rutherford, især inden for radioaktivitet og atommodeller.

Med tiden blev samarbejdet mellem de to forskere vokset, og deres venskab voksede. En af begivenhederne, hvor begge forskere interagerede i det eksperimentelle felt var relateret til modellen af ​​atomet foreslået af Rutherford.

Denne model var sand i det konceptuelle felt, men det var ikke muligt at forestille sig den ved at indramme den i lovene i klassisk fysik. I betragtning af dette turde Bohr sige, at grunden til dette var, at dynamikken i atomerne ikke var underlagt lovene i den klassiske fysik.

Nordisk Institut for Teoretisk Fysik

Niels Bohr blev betragtet som en genert og indadvendt mand, men en række essays, som han udgav i 1913, gav ham bred anerkendelse på det videnskabelige område, hvilket gjorde ham til en anerkendt offentlig skikkelse. Disse essays var relateret til hans opfattelse af atomets struktur.

I 1916 rejste Bohr til København, og der i sin hjemby begyndte han at undervise i teoretisk fysik ved Københavns Universitet, hvor han studerede.

Da han var i denne position og takket være den berømmelse, der tidligere havde erhvervet, opnåede Bohr de tilstrækkelige penge, der var nødvendige for at skabe Nordisk Institut for Teoretisk Fysik i 1920.

Den danske fysiker ledede dette institut fra 1921 til 1962, året hvor han døde. Senere skiftede instituttet navn og blev kaldt Niels Bohr-instituttet til ære for dets grundlægger.

Meget snart blev dette institut en reference med hensyn til de vigtigste opdagelser, der blev gjort på det tidspunkt relateret til atomet og dets konformation.

På kort tid var Nordisk Institut for Teoretisk Fysik på niveau med andre universiteter med mere tradition i området, såsom de tyske universiteter i Göttingen og München.

Københavns Skole

1920'erne var meget vigtige for Niels Bohr, da han i disse år udgav to af de grundlæggende principper for sine teorier: korrespondencesprincippet, der blev udstedt i 1923, og princippet om komplementaritet, tilføjet i 1928.

Ovennævnte principper var det grundlag, hvorpå Københavns Skolen for Kvantemekanik, også kaldet Københavns Fortolkning, begyndte at dannes.

Denne skole fandt modstandere hos store videnskabsmænd som Albert Einstein selv, som efter modstand mod forskellige tilgange endte med at anerkende Niels Bohr som en af ​​datidens bedste videnskabelige forskere.

På den anden side modtog han i 1922 Nobelprisen i fysik for sine eksperimenter relateret til atomomstrukturering, og samme år blev hans eneste søn, Aage Niels Bohr, født, som til sidst studerede ved det institut, som Niels havde formand for. Senere blev han direktør for det, og i 1975 modtog han Nobelprisen i fysik.

I 1930'erne bosatte Bohr sig i De Forenede Stater og fokuserede på at offentliggøre området for nuklear fission. Det var i denne sammenhæng, at Bohr bestemte plutoniums fissionable karakteristik.

I slutningen af ​​dette årti, i 1939, vendte Bohr tilbage til København og modtog udnævnelse af præsident for Det Kongelige Danske Videnskabsakademi.

Anden Verdenskrig

I 1940 var Niels Bohr i København, og som en konsekvens af 2. verdenskrig blev han tre år senere tvunget til at flygte til Sverige sammen med sin familie, fordi Bohr havde jødisk oprindelse.

Fra Sverige rejste Bohr til USA. Der bosatte han sig og sluttede sig til samarbejdsteamet for Manhattan Project, der producerede den første atombombe. Dette projekt blev udført i et laboratorium beliggende i Los Alamos, New Mexico, og under hans deltagelse i det nævnte projekt skiftede Bohr navn til Nicholas Baker.

Hjemkomst og død

Efter afslutningen af ​​den anden verdenskrig vendte Bohr tilbage til København, hvor han igen blev direktør for Nordisk Institut for Teoretisk Fysik og altid foresatte anvendelsen af ​​atomenergi med nyttige mål og altid søgte effektivitet i forskellige processer.

Denne hældning skyldes det faktum, at Bohr var opmærksom på den store skade, der kunne være forårsaget af det, han opdagede, og samtidig vidste han, at der var et mere konstruktivt anvendelighed til denne type magtfuld energi. Så fra 1950'erne dedikerede Niels Bohr sig til at give konferencer med fokus på den fredelige brug af atomenergi.

Som vi nævnte tidligere, gik Bohr ikke glip af omfanget af atomenergi, så ud over at gå ind for, at den blev brugt korrekt, bestemte han også, at det var regeringer, der skulle sikre, at denne energi ikke blev brugt på en destruktiv måde.

Denne opfattelse blev introduceret i 1951 i et manifest underskrevet af mere end hundrede anerkendte forskere og videnskabsfolk på det tidspunkt.

Som en konsekvens af denne handling og af hans tidligere arbejde til fordel for den fredelige brug af atomenergi tildelte Ford Foundation i 1957 prisen Atomer for fred, der blev givet til personligheder, der forsøgte at fremme den positive anvendelse af denne type energi.

Niels Bohr døde den 18. november 1962 i sin hjemby København i en alder af 77 år.

Bidrag og opdagelser af Niels Bohr

Bohr og Albert Einstein

Model og struktur af atomet

Niels Bohrs atommodel betragtes som et af hans største bidrag til fysikken og videnskabens verden generelt. Han var den første til at udstille atomet som en positivt ladet kerne omgivet af kredsende elektroner.

Bohr formåede at opdage den indre arbejdsmekanisme for et atom: elektroner er i stand til at bane uafhængigt rundt om kernen. Antallet af elektroner, der er til stede i den ydre bane af kernen, bestemmer egenskaberne for det fysiske element.

For at opnå denne atommodel anvendte Bohr Max Plancks kvanteteori på den atommodel, der var udviklet af Rutherford, hvilket opnåede den model, der gav ham Nobelprisen. Bohr præsenterede atomstrukturen som et lille solsystem.

Kvantebegreber på atomniveau

Det, der førte til, at Bohrs atommodel blev betragtet som revolutionerende, var den metode, han brugte for at opnå den: anvendelsen af ​​kvantefysiksteorier og deres indbyrdes sammenhæng med atomfenomener.

Med disse applikationer var Bohr i stand til at bestemme bevægelserne af elektronerne rundt om atomkernen samt ændringerne i deres egenskaber.

På samme måde, gennem disse begreber, var han i stand til at få en forestilling om, hvordan stof er i stand til at absorbere og udsende lys fra dets mest umærkelige indre strukturer.

Opdagelse af Bohr-van Leeuwen-sætningen

Bohr-van Leeuwen-sætningen er en sætning, der anvendes til området mekanik. Arbejdet først af Bohr i 1911 og senere suppleret med van Leeuwen, anvendelsen af ​​dette teorem var i stand til at differentiere omfanget af klassisk fysik fra kvantefysik.

Teoremet siger, at magnetiseringen, der følger af anvendelsen af ​​klassisk mekanik og statistisk mekanik, altid vil være nul. Bohr og van Leeuwen formåede at se nogle koncepter, der kun kunne udvikles gennem kvantefysik.

I dag anvendes begge forskeres sætning med succes inden for områder som plasmafysik, elektromekanik og elektroteknik.

Princippet om komplementaritet

Inden for kvantemekanik fastholder princippet om komplementaritet formuleret af Bohr, som repræsenterer en teoretisk og resulterende tilgang på samme tid, at objekter, der udsættes for kvanteprocesser, har komplementære attributter, der ikke kan observeres eller måles samtidigt.

Dette princip om komplementaritet er født fra et andet postulat udviklet af Bohr: Københavns fortolkning; grundlæggende for forskning i kvantemekanik.

Københavns fortolkning

Ved hjælp af forskere Max Born og Werner Heisenberg udviklede Niels Bohr denne fortolkning af kvantemekanik, som gjorde det muligt at belyse nogle af de elementer, der muliggør mekaniske processer, såvel som deres forskelle. Formuleret i 1927 betragtes det som en traditionel fortolkning.

I henhold til København-fortolkningen har fysiske systemer ikke bestemte egenskaber, før de udsættes for målinger, og kvantemekanik er kun i stand til at forudsige de sandsynligheder, hvormed de foretagne målinger vil give visse resultater.

Struktur af den periodiske tabel

Fra sin fortolkning af atommodellen kunne Bohr strukturere den periodiske tabel over eksisterende elementer på det tidspunkt mere detaljeret.

Han var i stand til at oplyse, at de kemiske egenskaber og bindingsevne for et element er tæt forbundet med dets valensladning.

Bohrs arbejde anvendt på det periodiske system førte til udviklingen af ​​et nyt felt inden for kemi: kvantekemi.

Tilsvarende modtager elementet kendt som Boron (Bohrium, Bh) sit navn i hyldest af Niels Bohr.

Atomreaktioner

Ved hjælp af en foreslået model var Bohr i stand til at foreslå og etablere mekanismerne for nukleare reaktioner fra en totrinsproces.

Ved at bombardere lavenergipartikler dannes en ny kerne med lav stabilitet, som til sidst vil udsende gammastråler, mens dens integritet forfalder.

Denne opdagelse fra Bohr blev betragtet som nøgle inden for det videnskabelige område i lang tid, indtil den blev arbejdet på og forbedret år senere af en af ​​hans sønner, Aage Bohr.

Forklaring af nuklear fission

Kernefission er en nuklear reaktionsproces, hvorved atomkernen begynder at opdeles i mindre dele.

Denne proces er i stand til at producere store mængder protoner og fotoner og frigive energi på samme tid og konstant.

Niels Bohr udviklede en model, der gjorde det muligt at forklare nukleare fissionprocesser for nogle elementer. Denne model bestod af at observere en dråbe væske, der ville repræsentere kernenes struktur.

På samme måde som en dråbs integrale struktur kan opdeles i to lignende dele, lykkedes det Bohr at vise, at det samme kan ske med en atomkerne, der er i stand til at generere nye processer med dannelse eller forringelse på atomniveau.

Referencer

1. Bohr, N. (1955). Mennesket og fysisk videnskab. Theoria: En international tidsskrift for teori, historie og fundamenter af videnskab, 3-8.
2. Lozada, RS (2008). Niels Bohr. Universitetsloven, 36-39.
3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Fakta. Hentet fra Nobelprize.org: nobelprize.org
4. Savoie, B. (2014). Et strengt bevis på Bohr-van Leeuwen-sætningen i den semiklassiske grænse. RMP, 50.
5. Redaktørerne af Encyclopædia Britannica. (17. november 2016). Compound-nucleus model. Hentet fra Encyclopedia Britannica: britannica.com.