NIELS BOHR: BIOGRAFIJA IR INDĖLIAI - MOKSLAS - 2025

Nielsas Bohras (1885–1962) buvo danų fizikas, kuriam 1922 m. Buvo paskirta Nobelio fizikos premija už jo tyrimus, susijusius su atomų struktūra ir jų radiacijos lygiais. Auginamas ir išsilavinęs Europos kraštuose, prestižiškiausiuose Anglijos universitetuose, Bohras taip pat buvo garsus tyrinėtojas ir smalsus filosofijai.

Jis dirbo kartu su kitais garsiais mokslininkais ir Nobelio premijos laureatais, tokiais kaip JJ Thompsonas ir Ernestas Rutherfordas, kurie paskatino jį tęsti mokslinius tyrimus atominėje srityje.

Bohro susidomėjimas atomine struktūra paskatino jį pereiti tarp universitetų ir rasti tokį, kuris suteiktų jam erdvės plėtoti savo paties tyrimus.

Nielsas Bohras pradėjo nuo Rutherfordo atradimų ir toliau juos tobulino, kol negalėjo įklijuoti į juos.

Bohras turėjo šeimą, kurioje yra daugiau nei šeši vaikai, buvo kitų iškilių mokslo pavyzdžių, tokių kaip Werner Heisenberg, Danijos karališkosios mokslų akademijos prezidentas, taip pat kitų mokslo akademijų visame pasaulyje narys.

Biografija

Niels Bohr gimė 1885 m. Spalio 7 d. Kopenhagoje, Danijos sostinėje. Nielso tėvas buvo pavadintas krikščioniu ir buvo Kopenhagos universiteto fiziologijos profesorius.

Savo ruožtu Niels motina buvo Ellen Adler, kurios šeima buvo ekonomiškai privilegijuota ir turėjo įtakos Danijos bankų aplinkoje. Nielso šeimyninė padėtis leido jam naudotis tuo metu privilegijuotu išsilavinimu.

Studijos

Nielsas Bohras susidomėjo fizika ir studijavo ją Kopenhagos universitete, iš kurio 1911 m. Įgijo fizikos magistro laipsnį. Vėliau jis išvyko į Angliją, kur studijavo Kembridžo universiteto Cavendish laboratorijoje.

Pagrindinė mokymosi ten motyvacija buvo Josepho Thomsono, anglų kilmės chemiko, gavusio Nobelio premiją 1906 m. Už elektrono atradimą, globa, ypač už tyrimus, kuriuos jis atliko dėl to, kaip elektra juda per dujas .

Bohras ketino išversti savo daktaro disertaciją į anglų kalbą, kuri buvo tiksliai susijusi su elektronų tyrimais. Tačiau Thomsonas nerodė jokio realaus susidomėjimo Bohr'u, todėl pastarasis nusprendė išvykti iš ten ir pasirinko savo kursą Mančesterio universitetui.

Santykiai su Ernestu Rutherfordu

Būdamas Mančesterio universitete, Nielsas Bohras turėjo galimybę pasidalyti su britų fiziku ir chemiku Ernestu Rutherfordu. Jis taip pat buvo Thomsono padėjėjas ir vėliau laimėjo Nobelio premiją. Bohas daug ko išmoko iš Rutherfordo, ypač radioaktyvumo ir atomo modelių srityje.

Laikui bėgant, dviejų mokslininkų bendradarbiavimas išaugo ir jų draugystė išaugo. Vienas iš įvykių, kuriame abu mokslininkai bendravo eksperimentiniame lauke, buvo susijęs su Rutherfordo pasiūlytu atomo modeliu.

Šis modelis buvo tikras konceptualioje srityje, tačiau jo neįmanoma įsivaizduoti įrėminus jį klasikinės fizikos įstatymuose. Atsižvelgdamas į tai, Boras išdrįso pasakyti, kad to priežastis buvo ta, kad atomų dinamikai nebuvo taikomi klasikinės fizikos dėsniai.

Šiaurės teorinės fizikos institutas

Nielsas Bohras buvo laikomas droviu ir intravertišku žmogumi, tačiau 1913 m. Paskelbta esė serija pelnė jam platų pripažinimą mokslo srityje, todėl jis buvo pripažintas visuomenės veikėjas. Šie rašiniai buvo susiję su jo atomo struktūros samprata.

1916 m. Boras išvyko į Kopenhagą ir ten, gimtajame mieste, pradėjo dėstyti teorinę fiziką Kopenhagos universitete, kur studijavo.

Būdamas tokioje padėtyje ir dėl anksčiau įgytos šlovės, Boras įgijo pakankamai pinigų, reikalingų 1920 m. Sukurti Šiaurės šalių teorinės fizikos institutą.

Danų fizikas vadovavo šiam institutui nuo 1921 iki 1962 metų, kuriais jis mirė. Vėliau institutas pakeitė pavadinimą ir buvo pavadintas Niels Bohr institutu jo įkūrėjo garbei.

Labai greitai šis institutas tapo nuoroda į svarbiausius tuo metu padarytus atradimus, susijusius su atomu ir jo konformacija.

Per trumpą laiką Šiaurės šalių teorinės fizikos institutas buvo lygiavertis kitiems universitetams, turintiems daugiau tradicijų šioje srityje, pavyzdžiui, Vokietijos Getingeno ir Miuncheno universitetams.

Kopenhagos mokykla

1920-ieji buvo labai svarbūs Nielsui Bohrui, nes per tuos metus jis išleido du pagrindinius savo teorijų principus: korespondencijos principą, išleistą 1923 m., Ir papildomumo principą, pridėtą 1928 m.

Minėti principai buvo pagrindas, nuo kurio pradėjo formuotis Kopenhagos kvantinės mechanikos mokykla, dar vadinama Kopenhagos interpretacija.

Ši mokykla rado oponentų didžiųjų mokslininkų, tokių kaip pats Albertas Einšteinas, kuris, pasipriešinęs įvairiems požiūriams, Nielsą Bohrą pripažino vienu geriausių to meto mokslo tyrinėtojų.

Kita vertus, 1922 m. Jis gavo Nobelio fizikos premiją už savo eksperimentus, susijusius su atominės struktūros pertvarkymu, ir tais pačiais metais gimė jo vienintelis sūnus Aage'as Nielsas Bohras, kuris galiausiai studijavo institute, kuriam Nielsas pirmininkavo. Vėliau jis tapo jos direktoriumi ir, be to, 1975 m. Gavo Nobelio fizikos premiją.

Dešimtajame dešimtmetyje Boras apsigyveno JAV ir sutelkė dėmesį į branduolio dalijimosi srities viešinimą. Būtent šiame kontekste Boras nustatė skilimo plutonio savybes.

Šio dešimtmečio pabaigoje, 1939 m., Boras grįžo į Kopenhagą ir gavo Karališkosios Danijos mokslų akademijos prezidento paskyrimą.

Antrasis pasaulinis karas

1940 m. Nielsas Bohras buvo Kopenhagoje, o po Antrojo pasaulinio karo po trejų metų jis buvo priverstas kartu su šeima pabėgti į Švediją, nes Bohas turėjo žydų kilmę.

Iš Švedijos Bohr išvyko į JAV. Ten jis įsikūrė ir prisijungė prie Manhatano projekto, kuris pagamino pirmąją atominę bombą, bendradarbiavimo komandos. Šis projektas buvo vykdomas laboratorijoje, esančioje Los Alamos mieste, Naujojoje Meksikoje, o dalyvaudamas minėtame projekte Boras pakeitė savo vardą į Nicholas Baker.

Grįžimas į namus ir mirtis

Pasibaigus Antrajam pasauliniam karui, Boras grįžo į Kopenhagą, kur vėl tapo Šiaurės teorinės fizikos instituto direktoriumi ir visuomet pasisakė už atominės energijos naudojimą su naudingais tikslais, visada siekdamas efektyvumo skirtinguose procesuose.

Šis polinkis atsirado dėl to, kad Boras žinojo apie didelę žalą, kurią gali padaryti jo atrastas, ir tuo pat metu žinojo, kad šio tipo labai galingai energijai yra konstruktyvesnis naudingumas. Taigi nuo šeštojo dešimtmečio Nielsas Bohras paskyrė konferencijas, skirtas pagrindiniam taikiam atominės energijos naudojimui.

Kaip jau minėjome anksčiau, Boras nepraleido atominės energijos dydžio, taigi, be to, kad pasisakė už tinkamą jos naudojimą, jis taip pat pareiškė, kad vyriausybės turėtų užtikrinti, kad ši energija nebūtų naudojama destruktyviai.

Ši mintis buvo pristatyta 1951 m., Manifeste, kurį tuo metu pasirašė daugiau nei šimtas garsių tyrinėtojų ir mokslininkų.

Dėl šio veiksmo ir jo ankstesnio darbo, skatinančio taikų atominės energijos naudojimą, 1957 m. „Ford“ fondas jam suteikė apdovanojimą „Atomai už taiką“, įteiktą asmenybėms, siekusioms skatinti teigiamą šios rūšies energijos naudojimą.

Niels Bohr mirė 1962 m. Lapkričio 18 d. Gimtajame mieste Kopenhagoje, būdamas 77 metų.

Niels Bohr indėliai ir atradimai

Boras ir Albertas Einšteinai

Atomo modelis ir struktūra

Nielso Bohro atominis modelis laikomas vienu didžiausių jo indėlių į fizikos ir mokslo pasaulį apskritai. Jis pirmasis demonstravo atomą kaip teigiamai įkrautą branduolį, apsuptą orbitoje esančių elektronų.

Bohrui pavyko atrasti vidinį atomo darbo mechanizmą: elektronai sugeba savarankiškai orbituoti aplink branduolį. Elektrono skaičius, esantis išorinėje branduolio orbitoje, lemia fizinio elemento savybes.

Norėdami gauti šį atominį modelį, Boras pritaikė Maxo Plancko kvantinę teoriją Rutherfordo sukurtam atominiam modeliui, gaudamas modelį, kuris jam pelnė Nobelio premiją. Bohas pateikė atominę struktūrą kaip mažą saulės sistemą.

Kvantinės sąvokos atominiame lygmenyje

Boho atominis modelis buvo laikomas revoliuciniu - tai metodas, kurį jis panaudojo jam pasiekti: kvantinės fizikos teorijų taikymas ir jų sąsajos su atominiais reiškiniais.

Šiomis programomis Boras sugebėjo nustatyti elektronų judėjimą aplink atomo branduolį, taip pat jų savybių pokyčius.

Tuo pačiu būdu per šias sąvokas jis sugebėjo susidaryti supratimą, kaip materija sugeba absorbuoti ir skleisti šviesą iš jos labiausiai nepastebimų vidinių struktūrų.

Bohro-van Leeuweno teoremos atradimas

Bohro-van Leeuweno teorema yra teorija, taikoma mechanikos srityje. Pirmiausia Bohras 1911 m., Vėliau papildytas van Leeuwenu, šios teoremos taikymas sugebėjo atskirti klasikinės fizikos apimtį nuo kvantinės fizikos.

Teorema teigia, kad įmagnetinimas, atsirandantis dėl klasikinės ir statistinės mechanikos taikymo, visada bus lygus nuliui. Bohrui ir van Leeuwenui pavyko įžvelgti tam tikras sąvokas, kurias buvo galima sukurti tik per kvantinę fiziką.

Šiandien abiejų mokslininkų teorema sėkmingai taikoma tokiose srityse kaip plazmos fizika, elektromechanika ir elektrotechnika.

Papildomumo principas

Kvantinėje mechanikoje Bohro suformuluotas papildomumo principas, kuris tuo pačiu metu atspindi teorinį ir gaunamą požiūrį, teigia, kad objektai, kuriems taikomi kvantiniai procesai, turi vienas kitą papildančius požymius, kurių negalima vienu metu pastebėti ar išmatuoti.

Šis papildomumo principas gimė iš kito Bohro sukurto postulato: Kopenhagos aiškinimas; pagrindiniai kvantinės mechanikos tyrinėjimai.

Kopenhagos aiškinimas

Pasitelkdamas mokslininkus Maxą Borną ir Wernerį Heisenbergą, Nielsas Bohras sukūrė šį kvantinės mechanikos aiškinimą, kuris leido išaiškinti kai kuriuos elementus, kurie įgalina mechaninius procesus, taip pat jų skirtumus. Suformuluotas 1927 m., Laikomas tradiciniu aiškinimu.

Remiantis Kopenhagos interpretacija, fizinės sistemos neturi aiškių savybių prieš jas matuojant, o kvantinė mechanika tiktai gali numatyti tikimybę, kuria atlikę matavimai duos tam tikrus rezultatus.

Periodinės lentelės struktūra

Remdamasis atominio modelio aiškinimu, Bohas sugebėjo išsamiau susisteminti tuo metu egzistuojančių elementų periodinę lentelę.

Jis sugebėjo pasakyti, kad elemento cheminės savybės ir rišamosios savybės yra glaudžiai susijusios su jo valentiniu užtaisu.

Bohro darbai, taikomi periodinėje lentelėje, paskatino sukurti naują chemijos sritį: kvantinę chemiją.

Panašiai elementas, žinomas kaip boras (Bohrium, Bh), savo vardą gauna pagerbdamas Nielsą Bohrą.

Branduolinės reakcijos

Naudodamas siūlomą modelį, Boras sugebėjo pasiūlyti ir nustatyti branduolinių reakcijų mechanizmus iš dviejų pakopų proceso.

Bombarduojant mažai energijos naudojančias daleles, susidaro naujas mažo stabilumo branduolys, kuris ilgainiui skleis gama spindulius, o jo vientisumas suyra.

Šis Bohro atradimas ilgą laiką buvo laikomas svarbiausiu mokslo srityje, kol po metų jo tobulinimą ir tobulinimą pateikė vienas iš jo sūnų Aage'as Bohr'as.

Branduolio dalijimosi paaiškinimas

Branduolio dalijimasis yra branduolinės reakcijos procesas, kurio metu atominis branduolys pradeda dalytis į mažesnes dalis.

Šis procesas yra pajėgus gaminti didelius protonų ir fotonų kiekius, tuo pačiu metu ir nuolat išskirdamas energiją.

Nielsas Bohras sukūrė modelį, kuris leido paaiškinti kai kurių elementų branduolio dalijimosi procesą. Šį modelį sudarė skysčio lašo, kuris atspindi branduolio struktūrą, stebėjimas.

Tuo pačiu būdu, kai vientisą lašo struktūrą galima padalyti į dvi panašias dalis, Boras sugebėjo parodyti, kad tas pats gali nutikti ir su atominiu branduoliu, gebančiu generuoti naujus formavimosi ar blogėjimo procesus atominiame lygmenyje.

Nuorodos

1. Bohr, N. (1955). Žmogus ir fiziniai mokslai. Teorija: Tarptautinis mokslo teorijos, istorijos ir pagrindų žurnalas, 3–8.
2. Lozada, RS (2008). Nielsas Bohras. Universiteto aktas, 36–39.
3. AB „Nobel Media“. (2014). Niels Bohr - Faktai. Gauta iš „Nobelprize.org“: nobelprize.org
4. Savoie, B. (2014). Griežtas Bohro-van Leeuweno teoremos puskalbio ribos įrodymas. RMP, 50.
5. „Encyclopædia Britannica“ redaktoriai. (2016 m. Lapkričio 17 d.). Sudėtinio branduolio modelis. Gauta iš enciklopedijos „Britannica“: britannica.com.