NIELS BOHR: BIOGRAFIE ȘI CONTRIBUȚII - ŞTIINŢĂ - 2025

Niels Bohr (1885-1962) a fost un fizician danez, care a fost distins cu Premiul Nobel pentru fizică în 1922 pentru cercetările sale legate de structura atomilor și nivelul lor de radiații. Crescut și educat în țările europene, în cele mai prestigioase universități engleze, Bohr a fost, de asemenea, un cercetător de renume și curios de filozofie.

A lucrat alături de alți oameni de știință și laureați de renume, precum JJ Thompson și Ernest Rutherford, care l-au încurajat să își continue cercetările în zona atomică.

Interesul lui Bohr pentru structura atomică l-a determinat să se deplaseze între universități pentru a găsi una care să-i ofere spațiul pentru a-și dezvolta cercetările în termeni proprii.

Niels Bohr a pornit de la descoperirile făcute de Rutherford și a continuat să le dezvolte până când și-a putut pune propria amprentă asupra lor.

Bohr a ajuns să aibă o familie de mai mult de șase copii, a fost tutorele altor eminenti științifici, precum Werner Heisenberg și președintele Academiei Regale Daneze de Științe, precum și un membru al altor academii științifice din întreaga lume.

Biografie

Niels Bohr s-a născut pe 7 octombrie 1885 în Copenhaga, capitala Danemarcei. Tatăl lui Niels a fost numit creștin și a fost profesor de fiziologie la Universitatea din Copenhaga.

La rândul ei, mama lui Niels a fost Ellen Adler, a cărei familie era privilegiată economic, având influență în mediul bancar danez. Situația familiei lui Niels i-a permis accesul la o educație considerată privilegiată la acea vreme.

studiu

Niels Bohr a devenit interesat de fizică și a studiat-o la Universitatea din Copenhaga, de la care a obținut un master în fizică în 1911. Ulterior a călătorit în Anglia, unde a studiat la laboratorul Cavendish de la Universitatea din Cambridge.

Motivația principală pentru studiul acolo a fost să primească tutela lui Joseph John Thomson, un chimist de origine engleză care a primit Premiul Nobel în 1906 pentru descoperirea electronului, în special pentru studiile pe care le-a făcut despre cum se deplasează electricitatea prin gaze. .

Intenția lui Bohr a fost să traducă teza sa de doctorat în engleză, care a fost exact legată de studiul electronilor. Cu toate acestea, Thomson nu a arătat niciun interes real pentru Bohr, motiv pentru care acesta din urmă a decis să plece de acolo și și-a stabilit cursul pentru Universitatea din Manchester.

Relația cu Ernest Rutherford

În timp ce se afla la Universitatea din Manchester, Niels Bohr a avut oportunitatea de a împărtăși cu fizicianul și chimistul britanic Ernest Rutherford. El a fost, de asemenea, asistentul lui Thomson și a câștigat ulterior Premiul Nobel. Bohr a învățat multe lucruri de la Rutherford, în special în domeniul radioactivității și modelelor atomului.

Odată cu trecerea timpului, colaborarea dintre cei doi oameni de știință a crescut și prietenia lor a crescut. Unul dintre evenimentele în care ambii oameni de știință au interacționat în domeniul experimental a fost legat de modelul atomului propus de Rutherford.

Acest model a fost adevărat în domeniul conceptual, dar nu a fost posibil să-l concepem încadrându-l în legile fizicii clasice. Având în vedere acest lucru, Bohr a îndrăznit să spună că motivul pentru asta a fost că dinamica atomilor nu a fost supusă legilor fizicii clasice.

Institutul Nordic de Fizică Teoretică

Niels Bohr era considerat un om timid și introvertit, totuși o serie de eseuri pe care le-a publicat în 1913 i-au acordat o largă recunoaștere în domeniul științific, ceea ce l-a făcut o persoană publică recunoscută. Aceste eseuri erau legate de concepția lui despre structura atomului.

În 1916, Bohr a călătorit la Copenhaga și acolo, în orașul natal, a început să predea fizica teoretică la Universitatea din Copenhaga, unde a studiat.

Fiind în această poziție și datorită faimei dobândite anterior, Bohr a obținut suficienți bani care au fost necesari pentru a crea în 1920 Institutul Nordic de Fizică Teoretică.

Fizicianul danez a direcționat acest institut în perioada 1921 - 1962, anul în care a murit. Ulterior, institutul și-a schimbat numele și a fost numit Institutul Niels Bohr, în onoarea fondatorului său.

Foarte curând, acest institut a devenit o referință cu privire la cele mai importante descoperiri care se făceau la acea vreme legate de atom și conformația acestuia.

În scurt timp, Institutul Nordic de Fizică Teoretică a fost la egalitate cu alte universități cu mai multă tradiție în zonă, cum ar fi universitățile germane din Göttingen și Munchen.

Școala din Copenhaga

Anii 1920 au fost foarte importanți pentru Niels Bohr, deoarece în acei ani a emis două dintre principiile fundamentale ale teoriilor sale: principiul corespondenței, emis în 1923 și principiul complementarității, adăugat în 1928.

Principiile menționate anterior au stat la baza căruia a început să se formeze Școala de mecanică cuantică din Copenhaga, numită și Interpretarea de la Copenhaga.

Această școală a găsit adversari în mari oameni de știință precum Albert Einstein însuși, care, după opoziția la diverse abordări, a sfârșit prin recunoașterea lui Niels Bohr drept unul dintre cei mai buni cercetători științifici ai vremii.

Pe de altă parte, în 1922 a primit Premiul Nobel pentru fizică pentru experimentele sale legate de restructurarea atomică și în același an s-a născut singurul său fiu, Aage Niels Bohr, care a studiat în cele din urmă la institutul pe care l-a prezidat Niels. Mai târziu a devenit directorul său și, în plus, în 1975 a primit premiul Nobel pentru fizică.

În anii 1930 Bohr s-a stabilit în Statele Unite și s-a concentrat pe publicizarea domeniului fisiunii nucleare. În acest context, Bohr a determinat caracteristica fisionabilă a plutoniului.

La sfârșitul acelui deceniu, în 1939, Bohr a revenit la Copenhaga și a primit numirea de președinte al Academiei Regale Daneze de Științe.

Al doilea razboi mondial

În 1940, Niels Bohr se afla la Copenhaga și, ca urmare a celui de-al doilea război mondial, trei ani mai târziu a fost forțat să fugă în Suedia împreună cu familia sa, deoarece Bohr avea origini evreiești.

Din Suedia, Bohr a călătorit în Statele Unite. Acolo s-a stabilit și s-a alăturat echipei de colaborare pentru Proiectul Manhattan, care a produs prima bombă atomică. Acest proiect a fost realizat într-un laborator situat în Los Alamos, New Mexico, iar în timpul participării la proiectul respectiv, Bohr și-a schimbat numele în Nicholas Baker.

Întoarcerea și moartea

La sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, Bohr a revenit la Copenhaga, unde a devenit din nou director al Institutului Nordic de Fizică Teoretică și a susținut întotdeauna aplicarea energiei atomice cu obiective utile, căutând întotdeauna eficiență în diferite procese.

Această înclinație se datorează faptului că Bohr era conștient de daunele mari pe care le-a putut descoperi ceea ce a descoperit și, în același timp, știa că există o utilitate mai constructivă pentru acest tip de energie foarte puternică. Așadar, din anii ’50, Niels Bohr s-a dedicat conferințelor axate pe utilizarea pașnică a energiei atomice.

Așa cum am menționat anterior, Bohr nu a ratat amploarea energiei atomice, așa că, pe lângă faptul că pledează pentru utilizarea corectă a acestuia, el a stipulat, de asemenea, că guvernele ar trebui să se asigure că această energie nu este utilizată într-un mod distructiv.

Această noțiune a fost introdusă în 1951, într-un manifest semnat de peste o sută de cercetători și oameni de știință de renume la acea vreme.

Ca urmare a acestei acțiuni și a lucrărilor sale anterioare în favoarea utilizării pașnice a energiei atomice, în 1957, Fundația Ford i-a acordat premiul Atomi pentru pace, acordat personalităților care au căutat să promoveze utilizarea pozitivă a acestui tip de energie.

Niels Bohr a murit pe 18 noiembrie 1962, în orașul natal din Copenhaga, la vârsta de 77 de ani.

Contribuții și descoperiri ale lui Niels Bohr

Bohr și Albert Einstein

Modelul și structura atomului

Modelul atomic al lui Niels Bohr este considerat una dintre cele mai mari contribuții ale sale la lumea fizicii și a științei în general. El a fost primul care a prezentat atomul ca nucleu încărcat pozitiv, înconjurat de electroni care orbitează.

Bohr a reușit să descopere mecanismul intern de lucru al unui atom: electronii sunt capabili să orbiteze independent în jurul nucleului. Numărul de electroni prezenți pe orbita exterioară a nucleului determină proprietățile elementului fizic.

Pentru a obține acest model atomic, Bohr a aplicat teoria cuantică a lui Max Planck modelului atomic dezvoltat de Rutherford, obținând ca rezultat modelul care i-a câștigat premiul Nobel. Bohr a prezentat structura atomică ca un sistem solar mic.

Conceptele cuantice la nivel atomic

Ceea ce a determinat modelul atomic al lui Bohr să fie considerat revoluționar a fost metoda pe care a folosit-o pentru realizarea lui: aplicarea teoriilor fizicii cuantice și interrelația lor cu fenomenele atomice.

Cu aceste aplicații, Bohr a fost capabil să determine mișcările electronilor în jurul nucleului atomic, precum și modificările proprietăților acestora.

În același mod, prin aceste concepte, el a fost capabil să obțină o noțiune despre modul în care materia este capabilă să absoarbă și să emită lumină din structurile sale cele mai imperceptibile interne.

Descoperirea teoremei Bohr-van Leeuwen

Teorema lui Bohr-van Leeuwen este o teoremă aplicată zonei mecanicii. Lucrată mai întâi de Bohr în 1911 și ulterior completată de van Leeuwen, aplicarea acestei teoreme a fost capabilă să diferențieze domeniul fizicii clasice de fizica cuantică.

Teorema afirmă că magnetizarea rezultată din aplicarea mecanicii clasice și a mecanicii statistice va fi întotdeauna zero. Bohr și van Leeuwen au reușit să creadă anumite concepte care nu puteau fi dezvoltate decât prin fizica cuantică.

Astăzi, teorema ambilor oameni de știință este aplicată cu succes în domenii precum fizica plasmei, electromecanică și inginerie electrică.

Principiul complementarității

În cadrul mecanicii cuantice, principiul complementarității formulat de Bohr, care reprezintă o abordare teoretică și rezultantă în același timp, susține că obiectele supuse proceselor cuantice au atribuții complementare care nu pot fi observate sau mediate simultan.

Acest principiu de complementaritate este născut dintr-un alt postulat dezvoltat de Bohr: interpretarea de la Copenhaga; fundamentale pentru cercetarea mecanicii cuantice.

Interpretarea Copenhaga

Cu ajutorul oamenilor de știință Max Born și Werner Heisenberg, Niels Bohr a dezvoltat această interpretare a mecanicii cuantice, ceea ce a făcut posibilă elucidarea unora dintre elementele care fac posibilă procesele mecanice, precum și diferențele acestora. Formulat în 1927, este considerat o interpretare tradițională.

Conform interpretării de la Copenhaga, sistemele fizice nu au proprietăți definite înainte de a fi supuse măsurătorilor, iar mecanica cuantică este capabilă doar să prezică probabilitățile prin care măsurătorile făcute vor da anumite rezultate.

Structura tabelului periodic

Din interpretarea sa a modelului atomic, Bohr a putut structura mai detaliat tabelul periodic al elementelor existente la acea vreme.

El a putut să afirme că proprietățile chimice și capacitatea de legare a unui element sunt strâns legate de încărcarea sa de valență.

Lucrările lui Bohr aplicate tabelului periodic au condus la dezvoltarea unui nou domeniu al chimiei: chimia cuantică.

În mod similar, elementul cunoscut sub numele de Boron (Bohrium, Bh), își primește numele în omagiul lui Niels Bohr.

Reacții nucleare

Folosind un model propus, Bohr a fost capabil să propună și să stabilească mecanismele reacțiilor nucleare dintr-un proces în două etape.

Prin bombardarea particulelor cu consum redus de energie, se formează un nou nucleu cu stabilitate scăzută, care va emite în cele din urmă raze gamma, în timp ce integritatea acestuia scade.

Această descoperire de către Bohr a fost considerată cheie în domeniul științific pentru o lungă perioadă de timp, până când a fost lucrată și îmbunătățită, ani mai târziu, de unul dintre fiii săi, Aage Bohr.

Explicația fisiunii nucleare

Fisiunea nucleară este un proces de reacție nucleară prin care nucleul atomic începe să se împartă în părți mai mici.

Acest proces este capabil să producă cantități mari de protoni și fotoni, eliberând energie în același timp și constant.

Niels Bohr a dezvoltat un model care a făcut posibilă explicarea procesului de fisiune nucleară a unor elemente. Acest model a constat în observarea unei picături de lichid care ar reprezenta structura nucleului.

În același mod în care structura integrală a unei picături poate fi separată în două părți similare, Bohr a reușit să arate că același lucru se poate întâmpla cu un nucleu atomic, fiind capabil să genereze noi procese de formare sau deteriorare la nivel atomic.

Referințe

1. Bohr, N. (1955). Omul și știința fizică. Teoria: o revistă internațională pentru teorie, istorie și fundamentări ale științei, 3-8.
2. Lozada, RS (2008). Niels Bohr. Act universitar, 36-39.
3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Fapte. Preluat de la Nobelprize.org: nobelprize.org
4. Savoie, B. (2014). O dovadă riguroasă a teoremei Bohr-van Leeuwen în limita semiclasică. RMP, 50.
5. Redactorii Encyclopædia Britannica. (17 noiembrie 2016). Model de nucleu compus. Preluat din Enciclopedia Britannică: britannica.com.