Μερίδιο:
Niels Bohr Βιογραφία και συμβολές
Niels Bohr (1885-1962) ήταν Δανός φυσικός που κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1922 για την έρευνά του σχετικά με τη δομή των ατόμων και τα επίπεδα ακτινοβολίας τους. Ανυψωμένος και μορφωμένος στις ευρωπαϊκές χώρες, στα πιο διάσημα αγγλικά πανεπιστήμια, ο Bohr ήταν επίσης διάσημος ερευνητής και περίεργος της φιλοσοφίας.
Εργάστηκε μαζί με άλλους γνωστούς επιστήμονες και βραβευμένους Νόμπελ, όπως ο J.J. Thompson και Ernest Rutherford, ο οποίος τον ενθάρρυνε να συνεχίσει την έρευνά του στον ατομικό χώρο.
Το ενδιαφέρον του Bohr για την ατομική δομή τον οδήγησε να κινηθεί μεταξύ των πανεπιστημίων για να βρει ένα που του έδωσε το χώρο για να αναπτύξει την έρευνά του με τους δικούς του όρους.
Ο Niels Bohr ξεκίνησε από τις ανακαλύψεις που έκανε ο Rutherford να συνεχίσει να τις αναπτύσσει μέχρι να μπορέσει να τυπώσει το δικό του αποτύπωμα.
Bohr ήρθε για να έχουν μια οικογένεια άνω των έξι παιδιών, ο ίδιος δίδαξε άλλες επιστημονικές αυθεντίες όπως ο Werner Heisenberg και πρόεδρος της Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών της δανικής και μέλος άλλων επιστημονικών ακαδημιών σε όλο τον κόσμο.
Ευρετήριο
- 1 Βιογραφία
- 1.1 Μελέτες
- 1.2 Σχέση με τον Έρνεστ Ράδερφορντ
- 1.3 Σκανδιναβικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής
- 1.4 Σχολή της Κοπεγχάγης
- 1.5 Παγκόσμιος Πόλεμος
- 1.6 Επιστροφή στην πατρίδα και στον θάνατο
- 2 Συνεισφορές και ανακαλύψεις από τον Niels Bohr
- 2.1 Μοντέλο και δομή του ατόμου
- 2.2 Κβαντικές έννοιες στο ατομικό επίπεδο
- 2.3 Ανακάλυψη του Θεωρήματος Bohr-van Leeuwen
- 2.4 Αρχή της συμπληρωματικότητας
- 2.5 Ερμηνεία της Κοπεγχάγης
- 2.6 Δομή του περιοδικού πίνακα
- 2.7 Πυρηνικές αντιδράσεις
- 2.8 Επεξήγηση της πυρηνικής σχάσης
- 3 Αναφορές
Βιογραφία
Ο Niels Bohr γεννήθηκε στις 7 Οκτωβρίου 1885 στην Κοπεγχάγη, πρωτεύουσα της Δανίας. Ο πατέρας του Niels ονομάστηκε Χριστιανός και ήταν καθηγητής φυσιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης.
Από την άλλη πλευρά, η μητέρα του Niels ήταν η Ellen Adler, της οποίας η οικογένεια ήταν οικονομικά προνομιούχος, έχοντας επιρροή στο δανικό τραπεζικό περιβάλλον. Η οικογενειακή κατάσταση του Niels του επέτρεψε να έχει πρόσβαση σε μια εκπαίδευση που θεωρείται προνομιούχος τότε.
Μελέτες
Niels Bohr ήταν ενδιαφέρονται για τη φυσική, και σπούδασε στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, από τα οποία κέρδισε ένα μεταπτυχιακό στη Φυσική το 1911. Αργότερα ταξίδεψε στην Αγγλία, όπου σπούδασε στο εργαστήριο Cavendish στο Πανεπιστήμιο του Cambridge.
Το κύριο κίνητρο για την μελέτη ήταν εκεί για να λάβει την κηδεμονία του Joseph John Thomson, χημικός αγγλική καταγωγή, που έλαβε το βραβείο Νόμπελ το 1906 για την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου, ειδικά από μελέτες που έγιναν σχετικά με τη μετακίνηση της ηλεκτρικής ενέργειας μέσω των αερίων.
Η πρόθεση του Bohr ήταν να μεταφράσει τη διδακτορική του διατριβή στα αγγλικά, η οποία συνδέθηκε ακριβώς με τη μελέτη των ηλεκτρονίων. Ωστόσο, η Thomson δεν έδειξε κανένα πραγματικό ενδιαφέρον για τον Bohr, γι 'αυτό και ο τελευταίος αποφάσισε να φύγει και να καθορίσει την πορεία του προς το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ.
Σχέση με τον Έρνεστ Ράδερφορντ
Ενώ στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, ο Niels Bohr είχε την ευκαιρία να μοιραστεί με τον βρετανό φυσικό και χημικό Ernest Rutherford. Ήταν επίσης βοηθός της Thomson και στη συνέχεια κέρδισε το βραβείο Νόμπελ. Ο Bohr έμαθε πολύ από το χέρι του Rutherford, ειδικά στον τομέα της ραδιενέργειας και των μοντέλων ατόμων.
Με το πέρασμα του χρόνου, η συνεργασία μεταξύ των δύο επιστημόνων αυξανόταν και ο φιλικός δεσμός τους μεγάλωνε. Ένα από τα γεγονότα στα οποία οι δύο επιστήμονες αλληλεπίδρασαν στον πειραματικό τομέα σχετιζόταν με το μοντέλο του ατόμου που πρότεινε ο Rutherford.
Αυτό το μοντέλο ήταν αληθινό στον εννοιολογικό τομέα, αλλά δεν ήταν δυνατόν να το συλλάβουμε με την πλαισίωση του στους νόμους της κλασικής φυσικής. Με δεδομένο αυτό, ο Bohr τόλμησε να πει ότι ο λόγος για αυτό ήταν ότι η δυναμική των ατόμων δεν υπόκειτο στους νόμους της κλασικής φυσικής.
Σκανδιναβικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής
Niels Bohr θεωρήθηκε ένας ντροπαλός, εσωστρεφής άνθρωπος, αλλά μια σειρά από δοκίμια που δημοσιεύθηκε το 1913 τον έκανε να αξίζει αναγνωρίζεται ευρέως στον επιστημονικό τομέα, η οποία τον αναγνωρισμένο δημόσιο πρόσωπο γίνεται. Οι δοκιμές αυτές σχετίζονται με την αντίληψή του για την δομή του ατόμου.
Το 1916 ο Bohr ταξίδεψε στην Κοπεγχάγη και εκεί, στην πατρίδα του, άρχισε να δίνει μαθήματα στη θεωρητική φυσική στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, το σπίτι των σπουδών όπου ιδρύθηκε.
Όντας σε αυτή τη θέση και χάρη στη φήμη που είχε αποκτήσει προηγουμένως, ο Bohr έλαβε τα επαρκή χρήματα που ήταν αναγκαία για να δημιουργήσει το 1920 το Σκανδιναβικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής.
Ο Δανός φυσικός οδήγησε αυτό το ινστιτούτο από το 1921 έως το 1962, το έτος κατά το οποίο πέθανε. Αργότερα, το ίδρυμα άλλαξε το όνομά του και ονομάστηκε Niels Bohr Institute, προς τιμήν του ιδρυτή του.
Πολύ σύντομα, αυτό το ινστιτούτο έγινε μια αναφορά από την άποψη των πιο σημαντικών ανακαλύψεων που έγιναν εκείνη τη στιγμή σχετικά με το άτομο και τη διαμόρφωσή του.
Σε σύντομο χρονικό διάστημα, το Σκανδιναβικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής ήταν ίσο με άλλα πανεπιστήμια με περισσότερη παράδοση στην περιοχή, όπως τα γερμανικά πανεπιστήμια του Göttingen και του Μονάχου.
Σχολή Κοπεγχάγης
Το 1920 ήταν πολύ σημαντικό για Niels Bohr, δεδομένου ότι κατά τη διάρκεια αυτών των ετών έχουν εκδοθεί δύο από τις θεμελιώδεις αρχές των θεωριών του: την αρχή της αλληλογραφίας, που εκδόθηκε το 1923, και η αρχή της συμπληρωματικότητας, προστίθεται το 1928.
Οι προαναφερθείσες αρχές ήταν η βάση στην οποία άρχισε να διαμορφώνεται η Σχολή Κβαντομηχανικής της Κοπεγχάγης, που ονομάζεται επίσης και η ερμηνεία της Κοπεγχάγης..
Το σχολείο αυτό βρίσκεται σε μεγάλες αρνητικές επιστήμονες, όπως ο ίδιος ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο οποίος μετά αντίθεση με διάφορες προσεγγίσεις, αναγνωρίζοντας Niels Bohr έληξε ως ένα από τα καλύτερα επιστημονικά ερευνητές του χρόνου.
Από την άλλη πλευρά, το 1922 τιμήθηκε με το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής για τις αναδιαρθρώσεις τους, που σχετίζονται με την ατομική πειράματα, και την ίδια χρονιά γεννήθηκε μόνο ο γιος του, Aage Niels Bohr, ο οποίος τελικά εκπαιδευτεί στο Ινστιτούτο Niels προεδρία. Αργότερα έγινε διευθυντής της, αλλά και το 1975 έλαβε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής.
Κατά τη δεκαετία του '30 ο Bohr εγκαταστάθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες και επικεντρώθηκε στη δημοσιοποίηση του πεδίου της πυρηνικής σχάσης. Στο πλαίσιο αυτό ο Bohr προσδιόρισε το σχάσιμο χαρακτηριστικό του πλουτωνίου.
Στο τέλος αυτής της δεκαετίας, το 1939, ο Bohr επέστρεψε στην Κοπεγχάγη και έλαβε το διορισμό του προέδρου της Βασιλικής Δανικής Ακαδημίας Επιστημών.
Δεύτερος παγκόσμιος πόλεμος
Το 1940 Niels Bohr στην Κοπεγχάγη και είχε ως αποτέλεσμα του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, τρία χρόνια μετά αναγκάστηκε να διαφύγει στη Σουηδία με την οικογένειά του, επειδή Bohr είχε εβραϊκή καταγωγή.
Από τη Σουηδία, ο Bohr ταξίδεψε στις Ηνωμένες Πολιτείες. Εκεί εγκαταστάθηκε και προσχώρησε στην ομάδα συνεργασίας του έργου του Μανχάταν, το οποίο παρήγαγε την πρώτη ατομική βόμβα. Το έργο αυτό διεξήχθη σε εργαστήριο με τοποθεσία Los Alamos στο Νέο Μεξικό και κατά τη διάρκεια της συμμετοχής του σε αυτό το έργο, ο Bohr άλλαξε το όνομά του στον Nicholas Baker.
Επιστροφή στο σπίτι και στο θάνατο
Στο τέλος του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, Bohr επέστρεψε στην Κοπεγχάγη, όπου βρισκόταν και πάλι ως διευθυντής του Ινστιτούτου Nordic Θεωρητικής Φυσικής και πάντα υποστήριζε την εφαρμογή της ατομικής ενέργειας για χρήσιμους σκοπούς, αναζητώντας πάντα την αποδοτικότητα στις διάφορες διεργασίες.
Αυτή η κλίση οφείλεται στο γεγονός ότι ο Bohr γνώριζε τη μεγάλη ζημιά που θα μπορούσε να προκαλέσει αυτό που ανακάλυψε και ταυτόχρονα ήξερε ότι υπήρχε μια πιο εποικοδομητική χρήση γι 'αυτόν τον ισχυρό τύπο ενέργειας. Στη συνέχεια, από τη δεκαετία του 1950, ο Niels Bohr αφιέρωσε τον εαυτό του να δίνει διαλέξεις επικεντρώθηκε στην ειρηνική χρήση της ατομικής ενέργειας.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, Bohr για να μην γλιστρήσει το μέγεθος της ατομικής ενέργειας, έτσι ώστε εκτός από υποστηρίζοντας την ανάγκη για καλή χρήση, επίσης προέβλεπε ότι οι κυβερνήσεις που θα πρέπει να διασφαλίζουν ότι αυτή η ενέργεια δεν χρησιμοποιήθηκε καταστροφικά.
Αυτή η ιδέα παρουσιάστηκε το 1951, σε ένα μανιφέστο που υπέγραψαν τότε περισσότεροι από εκατό φημισμένοι ερευνητές και επιστήμονες.
Ως αποτέλεσμα αυτής της δράσης, και την προηγούμενη εργασία του για την ειρηνική χρήση της ατομικής ενέργειας, το 1957 το Ίδρυμα Ford απονέμονται τα άτομα για το Βραβείο Ειρήνης, δίνεται σε άτομα που επιδιώκουν να προωθήσουν τη θετική χρήση αυτής της ενέργειας.
Ο Niels Bohr πέθανε στις 18 Νοεμβρίου 1962, στην Κοπεγχάγη, την πατρίδα του, ηλικίας 77 ετών.
Συνεισφορές και ανακαλύψεις του Niels Bohr
Μοντέλο και δομή του ατόμου
Το ατομικό μοντέλο του Niels Bohr θεωρείται μία από τις μεγαλύτερες συνεισφορές του στον κόσμο της φυσικής και των επιστημών γενικότερα. Ήταν ο πρώτος που επέδειξε το άτομο ως θετικά φορτισμένο πυρήνα και περιβάλλεται από ηλεκτρόνια σε τροχιά.
Ο Bohr κατάφερε να ανακαλύψει τον μηχανισμό της εσωτερικής λειτουργίας ενός ατόμου: τα ηλεκτρόνια είναι σε θέση να περιστρέφονται ανεξάρτητα γύρω από τον πυρήνα. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που υπάρχουν στην εξωτερική τροχιά του πυρήνα καθορίζει τις ιδιότητες του φυσικού στοιχείου.
Για να αποκτήσει αυτό το ατομικό μοντέλο, ο Bohr εφάρμοσε την κβαντική θεωρία του Max Planck στο ατομικό μοντέλο που ανέπτυξε ο Rutherford, αποκτώντας ως αποτέλεσμα το μοντέλο που του έδωσε το βραβείο Νόμπελ. Ο Bohr παρουσίασε την ατομική δομή ως ένα μικρό ηλιακό σύστημα.
Κβαντικές έννοιες στο ατομικό επίπεδο
Η οποία οδήγησε στην ατομική μοντέλο Bohr πρέπει να θεωρείται επαναστατικό, ήταν η μέθοδος που χρησιμοποιείται για την επίτευξη αυτού πάρει: η εφαρμογή των θεωριών της κβαντικής φυσικής και τη σχέση της με ατομικό φαινόμενα.
Με αυτές τις εφαρμογές, ο Bohr ήταν σε θέση να καθορίσει τις κινήσεις των ηλεκτρονίων γύρω από τον ατομικό πυρήνα, καθώς και αλλαγές στις ιδιότητές τους.
Κατά τον ίδιο τρόπο, μέσω αυτών των εννοιών, ήταν σε θέση να αποκτήσει μια ιδέα για το πώς η ύλη είναι ικανή να απορροφά και να εκπέμπει φως από τις πιο αδιάβλητες εσωτερικές δομές της..
Ανακάλυψη του Θεωρήματος Bohr-van Leeuwen
Το θεώρημα Bohr-van Leeuwen είναι ένα θεώρημα που εφαρμόζεται στον τομέα της μηχανικής. Bohr λειτούργησε για πρώτη φορά το 1911 και στη συνέχεια συμπληρώθηκε με van Leeuwen, η εφαρμογή αυτού του θεωρήματος επίτευγμα διαφοροποιήσει το πεδίο της κλασικής φυσικής σε σχέση με την κβαντική φυσική.
Το θεώρημα δηλώνει ότι η μαγνήτιση που προκύπτει από την εφαρμογή της κλασικής μηχανικής και της στατιστικής μηχανικής θα είναι πάντα μηδενική. Ο Bohr και ο van Leeuwen κατάφεραν να ανακαλύψουν ορισμένες έννοιες που θα μπορούσαν να αναπτυχθούν μόνο μέσω της κβαντικής φυσικής.
Σήμερα το θεώρημα των δύο επιστημόνων εφαρμόζεται με επιτυχία σε τομείς όπως η φυσική του πλάσματος, η ηλεκτρομηχανική και η ηλεκτρολογία.
Αρχή της συμπληρωματικότητας
Στην κβαντική μηχανική, η αρχή της συμπληρωματικότητας που διατυπώθηκε από Bohr, η οποία αντιπροσωπεύει μια θεωρητική προσέγγιση και προκύπτον ενώ κατέχει τα αντικείμενα που υποβάλλονται σε κβαντικές διαδικασίες έχουν συμπληρωματικές αρμοδιότητες δεν μπορούν να παρατηρηθούν ταυτόχρονα ή κάλτσες.
Αυτή η αρχή της συμπληρωματικότητας γεννιέται από ένα άλλο αξίωμα που ανέπτυξε ο Bohr: η ερμηνεία της Κοπεγχάγης, θεμελιώδη για τη διερεύνηση της κβαντικής μηχανικής.
Ερμηνεία της Κοπεγχάγης
Με τη βοήθεια των επιστημόνων Max Born και τον Werner Heisenberg, Niels Bohr ανέπτυξε αυτή την ερμηνεία της κβαντομηχανικής, η οποία επέτρεψε να διευκρινιστούν ορισμένα από τα στοιχεία που καθιστούν δυνατή μηχανικές διαδικασίες, καθώς και τις διαφορές τους. Διατυπώθηκε το 1927, θεωρείται παραδοσιακή ερμηνεία.
Σύμφωνα με την ερμηνεία της Κοπεγχάγης, τα φυσικά συστήματα δεν έχουν καθορισμένες ιδιότητες πριν υποβληθούν σε μετρήσεις και η κβαντική μηχανική είναι μόνο σε θέση να προβλέψει τις πιθανότητες με τις οποίες οι μετρήσεις θα δώσουν ορισμένα αποτελέσματα.
Δομή του περιοδικού πίνακα
Από την ερμηνεία του ατομικού μοντέλου, ο Bohr ήταν σε θέση να δομήσει με πιο λεπτομερή τρόπο τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων που υπήρχαν τότε.
Μπορούσε να επιβεβαιώσει ότι οι χημικές ιδιότητες και η ικανότητα συγκόλλησης ενός στοιχείου συνδέονται στενά με το φορτίο του σθένος.
Τα έργα του Bohr που εφαρμόστηκαν στον περιοδικό πίνακα έδωσαν το πόδι στην ανάπτυξη ενός νέου πεδίου της χημείας: η κβαντική χημεία.
Με τον ίδιο τρόπο, το στοιχείο γνωστό ως Boro (Bohrium, Bh), παίρνει το όνομά του σε αφιέρωμα από Niels Bohr.
Πυρηνικές αντιδράσεις
Μέσα από ένα προτεινόμενο μοντέλο, ο Bohr ήταν σε θέση να προτείνει και να καθιερώσει τους μηχανισμούς των πυρηνικών αντιδράσεων από μια διαδικασία δύο σταδίων.
Με βομβαρδισμό σωματιδίων χαμηλής ενέργειας, ένας νέος πυρήνας χαμηλή σταθερότητα που τελικά μορφές εκπέμπουν ακτίνες γάμμα, ενώ διασπάσεις ακεραιότητα.
Αυτή η ανακάλυψη Bohr θεωρήθηκε κλειδί στην επιστημονική περιοχή για μεγάλο χρονικό διάστημα, μέχρι να εργαστεί και βελτιωμένη χρόνια αργότερα από έναν από τους γιους του, Aage Bohr.
Επεξήγηση της πυρηνικής σχάσης
Η πυρηνική σχάση είναι μια διαδικασία πυρηνικής αντίδρασης με την οποία ο ατομικός πυρήνας αρχίζει να διαιρείται σε μικρότερα μέρη.
Αυτή η διαδικασία είναι ικανή να παράγει μεγάλες ποσότητες πρωτονίων και φωτονίων, απελευθερώνοντας ενέργεια ταυτόχρονα και συνεχώς.
Ο Niels Bohr ανέπτυξε ένα μοντέλο που επέτρεψε να εξηγήσει τη διαδικασία πυρηνικής σχάσης ορισμένων στοιχείων. Αυτό το μοντέλο συνίστατο στην παρατήρηση μιας σταγόνας υγρού που θα αντιπροσωπεύει τη δομή του πυρήνα.
Με τον ίδιο τρόπο η ενιαία δομή μιας σταγόνας μπορεί να χωριστεί σε δύο παρόμοια τμήματα, Bohr κατάφερε να αποδείξει ότι το ίδιο μπορεί να συμβεί με ένα ατομικό πυρήνα, είναι σε θέση να παράγει νέες διαδικασίες κατάρτισης ή δυσλειτουργία σε ατομικό επίπεδο.
Αναφορές
- Bohr, Ν. (1955). Ο άνθρωπος και η φυσική επιστήμη. Theoria: Διεθνές περιοδικό για τη θεωρία, την ιστορία και τα θεμέλια της επιστήμης, 3-8.
- Lozada, R.S (2008). Niels Bohr. Πανεπιστημιακό νόμο, 36-39.
- Nobel Media ΑΒ. (2014). Niels Bohr - Τα πραγματικά περιστατικά. Ανακτήθηκε από το Nobelprize.org: nobelprize.org
- Savoie, Β. (2014). Μια αυστηρή απόδειξη του θεώρημα Bohr-van Leeuwen στο ημικυκλικό όριο. RMP, 50.
- Οι συντάκτες της Encyclopædia Britannica. (17 Νοεμβρίου 2016). Σύνθετο μοντέλο πυρήνα. Ανακτήθηκε από την Εγκυκλοπαίδεια Britannica: britannica.com.