NIELS BOHR: BIOGRAFI OCH BIDRAG - VETENSKAP - 2025

Niels Bohr (1885-1962) var en dansk fysiker som tilldelades Nobelpriset i fysik 1922 för sin forskning relaterad till atomernas struktur och deras strålningsnivåer. Uppvuxen och utbildad i europeiska länder, i de mest prestigefyllda engelska universiteten, var Bohr också en känd forskare och nyfiken på filosofi.

Han arbetade tillsammans med andra kända forskare och nobelpristagare, som JJ Thompson och Ernest Rutherford, som uppmuntrade honom att fortsätta sin forskning inom atomområdet.

Bohrs intresse för atomstruktur ledde till att han bläddrade mellan universitet för att hitta en som skulle ge honom utrymme att utveckla sin forskning på sina egna villkor.

Niels Bohr började från upptäckterna gjorda av Rutherford och fortsatte att utveckla dem tills han kunde sätta sitt eget avtryck på dem.

Bohr kom att ha en familj på mer än sex barn, var handledare för andra vetenskapliga eminenter som Werner Heisenberg och president för Kungliga danska vetenskapsakademin, samt en medlem av andra vetenskapliga akademier runt om i världen.

Biografi

Niels Bohr föddes den 7 oktober 1885 i Köpenhamn, Danmarks huvudstad. Niels far hette Christian och han var professor i fysiologi vid Köpenhamns universitet.

Niels mor var för hennes del Ellen Adler, vars familj var ekonomiskt privilegierad, med inflytande i den danska bankmiljön. Niels familjesituation tillät honom att få tillgång till en utbildning som ansågs vara privilegierad vid den tiden.

Studier

Niels Bohr blev intresserad av fysik och studerade det vid Köpenhamns universitet, varifrån han fick en magisterexamen i fysik 1911. Senare reste han till England, där han studerade vid Cavendish Laboratory vid University of Cambridge.

Huvudmotivationen för att studera där var att få handledning av Joseph John Thomson, en kemist av engelskt ursprung som fick Nobelpriset 1906 för upptäckten av elektronen, specifikt för de studier han gjorde på hur el rör sig genom gaser .

Bohrs avsikt var att översätta hans doktorsavhandling till engelska, vilket exakt var relaterat till studiet av elektron. Thomson visade emellertid inget riktigt intresse för Bohr, varför sistnämnda beslutade att lämna där och sätta sin kurs för University of Manchester.

Förhållande till Ernest Rutherford

På universitetet i Manchester hade Niels Bohr möjlighet att dela med den brittiska fysikern och kemisten Ernest Rutherford. Han hade också varit Thomsons assistent och vann senare Nobelpriset. Bohr lärde sig mycket av Rutherford, särskilt inom området radioaktivitet och modeller av atomen.

Med tiden gått samarbetet mellan de två forskarna och deras vänskap växte. En av händelserna där båda forskarna interagerade i det experimentella fältet var relaterat till modellen för den atom som Rutherford föreslog.

Denna modell var sant inom det konceptuella området, men det var inte möjligt att föreställa sig den genom att utforma den i lagarna i klassisk fysik. Med tanke på detta vågade Bohr säga att anledningen till detta var att atomernas dynamik inte var underkastad lagarna i klassisk fysik.

Nordiska institutet för teoretisk fysik

Niels Bohr ansågs vara en blyg och inåtvänd man, men en serie uppsatser som han publicerade 1913 fick honom ett brett erkännande inom det vetenskapliga området, vilket gjorde honom till en erkänd offentlig person. Dessa uppsatser var relaterade till hans uppfattning om atomens struktur.

1916 reste Bohr till Köpenhamn och där, i sin hemstad, började han undervisa i teoretisk fysik vid Köpenhamns universitet, där han studerade.

När han var i den positionen och tack vare den berömmelse som tidigare förvärvats fick Bohr de tillräckliga pengarna som var nödvändiga för att skapa Nordiska Institutet för teoretisk fysik 1920

Den danska fysikern ledde detta institut från 1921 till 1962, året då han dog. Senare ändrade institutet sitt namn och kallades Niels Bohr-institutet för att hedra sin grundare.

Mycket snart blev detta institut en referens i termer av de viktigaste upptäckterna som gjordes vid tidpunkten relaterade till atomen och dess konformation.

På kort tid var Nordiska institutet för teoretisk fysik på nivå med andra universitet med mer tradition i området, som de tyska universiteten i Göttingen och München.

Köpenhamnskolan

1920-talet var mycket viktigt för Niels Bohr, eftersom han under dessa år utfärdade två av de grundläggande principerna för sina teorier: korrespondensprincipen, utfärdad 1923, och principen om komplementaritet, tillagd 1928.

De ovannämnda principerna låg till grund för vilken Köpenhamnskolan för kvantmekanik, även kallad Köpenhamntolkningen, började bildas.

Denna skola hittade motståndare hos stora forskare som Albert Einstein själv, som efter motstånd mot olika tillvägagångssätt erkände Niels Bohr som en av de bästa vetenskapliga forskarna på tiden.

Å andra sidan, 1922, fick han Nobelpriset i fysik för sina experiment relaterade till atomomstrukturering, och samma år föddes hans enda son, Aage Niels Bohr, som så småningom utbildades vid det institut som Niels ledde. Senare blev han direktör och 1975 fick han dessutom Nobelpriset i fysik.

Under 1930-talet bosatte sig Bohr i USA och fokuserade på att offentliggöra kärnkraftsfältet. Det var i detta sammanhang som Bohr bestämde det fissionerbara kännetecknet för plutonium.

I slutet av det decenniet, 1939, återvände Bohr till Köpenhamn och fick utnämningen till president för Kungliga danska vetenskapsakademin.

Andra världskriget

1940 befann Niels Bohr sig i Köpenhamn och som en följd av andra världskriget, tre år senare tvingades han fly till Sverige tillsammans med sin familj, eftersom Bohr hade judiskt ursprung.

Från Sverige reste Bohr till USA. Där bosatte han sig och gick med i samarbetsgruppen för Manhattan Project, som producerade den första atombomben. Detta projekt genomfördes i ett laboratorium i Los Alamos, New Mexico, och under hans deltagande i nämnda projekt bytte Bohr namn till Nicholas Baker.

Hemkomst och död

I slutet av andra världskriget återvände Bohr till Köpenhamn, där han återigen blev chef för Nordiska institutet för teoretisk fysik och alltid förespråkade tillämpningen av atomenergi med användbara mål, och alltid sökte effektivitet i olika processer.

Denna lutning beror på det faktum att Bohr var medveten om den stora skada som kunde orsakas av vad han upptäckte, och samtidigt visste han att det fanns ett mer konstruktivt verktyg för denna typ av kraftfull energi. Så från 1950-talet ägnade Niels Bohr sig till att ge konferenser fokuserade på fredlig användning av atomenergi.

Som vi nämnde tidigare, missade inte Bohr storleken på atomenergi, så förutom att han förespråkade för dess korrekta användning, föreskrev han också att det var regeringar som skulle se till att denna energi inte användes på ett destruktivt sätt.

Denna uppfattning introducerades 1951 i ett manifest undertecknat av mer än hundra kända forskare och forskare vid den tiden.

Som en följd av denna åtgärd, och av hans tidigare arbete till förmån för den fredliga användningen av atomenergi, tilldelade Ford Foundation 1957 utmärkelsen Atoms for Peace, som gavs till personligheter som försökte främja en positiv användning av denna typ av energi.

Niels Bohr dog den 18 november 1962 i sin hemstad Köpenhamn, 77 år gammal.

Bidrag och upptäckter av Niels Bohr

Bohr och Albert Einstein

Modell och struktur för atomen

Niels Bohrs atomodell anses vara en av hans största bidrag till fysiken och vetenskapens värld i allmänhet. Han var den första som visade atomen som en positivt laddad kärna omgiven av kretsande elektroner.

Bohr lyckades upptäcka den interna arbetsmekanismen hos en atom: elektroner kan kretsa oberoende runt kärnan. Antalet elektroner som finns i den yttre bana av kärnan bestämmer egenskaperna hos det fysiska elementet.

För att erhålla denna atommodell använde Bohr Max Plancks kvanteteori på den atommodell som utvecklades av Rutherford, och som resultat erhöll den modell som fick honom Nobelpriset. Bohr presenterade atomstrukturen som ett litet solsystem.

Kvantbegrepp på atomnivå

Det som ledde till att Bohrs atomodell betraktades som revolutionär var metoden han använde för att uppnå den: tillämpningen av kvantfysikteorier och deras inbördes förhållande till atomfenomen.

Med dessa applikationer kunde Bohr bestämma rörelserna hos elektronerna runt atomkärnan, liksom förändringarna i deras egenskaper.

På samma sätt kunde han genom dessa begrepp få en uppfattning om hur materia kan absorbera och avge ljus från dess mest omärkliga inre strukturer.

Upptäckten av Bohr-van Leeuwen-satset

Bohr-van Leeuwen-teoremet är en satsning som tillämpas på området mekanik. Arbetet först av Bohr 1911 och senare kompletterat av van Leeuwen, användningen av denna teorem kunde differentiera omfattningen av klassisk fysik från kvantefysik.

Satsen säger att magnetiseringen till följd av tillämpningen av klassisk mekanik och statistisk mekanik alltid kommer att vara noll. Bohr och van Leeuwen lyckades skymta vissa begrepp som bara kunde utvecklas genom kvantfysik.

Idag tillämpas teoremet från båda forskarna framgångsrikt inom områden som plasmafysik, elektromekanik och elektroteknik.

Principen om komplementaritet

Inom kvantmekanik hävdar principen om komplementaritet formulerad av Bohr, som representerar en teoretisk och resulterande strategi på samma gång, att objekt som utsätts för kvantprocesser har komplementära attribut som inte kan observeras eller mätas samtidigt.

Denna princip om komplementaritet är född från ett annat postulat utvecklat av Bohr: Köpenhamnstolkningen; grundläggande för kvantmekanikens forskning.

Köpenhamn tolkning

Med hjälp av forskarna Max Born och Werner Heisenberg utvecklade Niels Bohr denna tolkning av kvantmekanik, vilket gjorde det möjligt att belysa några av de element som möjliggör mekaniska processer såväl som deras skillnader. Formulerad 1927 anses det vara en traditionell tolkning.

Enligt Köpenhamn-tolkningen har fysiska system inte definitiva egenskaper innan de utsätts för mätningar, och kvantmekanik kan bara förutsäga de sannolikheter som mätningarna gör kommer att ge vissa resultat.

Strukturen för det periodiska systemet

Från sin tolkning av atommodellen kunde Bohr strukturera den periodiska tabellen över element som fanns vid den tiden mer detaljerat.

Han kunde säga att de kemiska egenskaperna och bindningskapaciteten för ett element är nära besläktade med dess valensladdning.

Bohrs arbete som tillämpades på det periodiska systemet ledde till utvecklingen av ett nytt kemiområde: kvantkemi.

På samma sätt får elementet känt som Boron (Bohrium, Bh) sitt namn i hyllning av Niels Bohr.

Kärnreaktioner

Med hjälp av en föreslagen modell kunde Bohr föreslå och etablera mekanismerna för kärnreaktioner från en tvåstegsprocess.

Genom att bombardera lågenergipartiklar bildas en ny kärna med låg stabilitet som så småningom kommer att avge gammastrålar, medan dess integritet sönderfaller.

Denna upptäckt av Bohr ansågs som nyckel inom det vetenskapliga området under lång tid, tills den arbetades med och förbättrades, år senare, av en av hans söner, Aage Bohr.

Förklaring av kärnklyvning

Kärnklyvning är en kärnreaktionsprocess där atomkärnan börjar delas upp i mindre delar.

Denna process kan producera stora mängder protoner och fotoner, släppa energi samtidigt och ständigt.

Niels Bohr utvecklade en modell som gjorde det möjligt att förklara kärnklyvningsprocessen för vissa element. Denna modell bestod av att observera en droppe vätska som skulle representera strukturen i kärnan.

På samma sätt som den integrerade strukturen hos en droppe kan delas upp i två liknande delar lyckades Bohr visa att detsamma kan hända med en atomkärna, som kan generera nya processer för bildning eller försämring på atomnivå.

referenser

1. Bohr, N. (1955). Man och fysisk vetenskap. Theoria: An International Journal for Theory, History and Foundations of Science, 3-8.
2. Lozada, RS (2008). Niels Bohr. Universitetslagen, 36-39.
3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Fakta. Hämtad från Nobelprize.org: nobelprize.org
4. Savoie, B. (2014). Ett strikt bevis på Bohr-van Leeuwen-satset i den semiklassiska gränsen. RMP, 50.
5. Redaktörerna för Encyclopædia Britannica. (17 november 2016). Compound-nucleus model. Hämtad från Encyclopedia Britannica: britannica.com.