Niels Bohr Biografie en bijdragen

Niels Bohr (1885-1962) was een Deense natuurkundige die in 1922 de Nobelprijs voor natuurkunde won, vanwege zijn onderzoek met betrekking tot de structuur van atomen en hun stralingsniveaus. Opgegroeid en opgeleid in Europese landen, aan de meest prestigieuze Engelse universiteiten, was Bohr ook een gerenommeerd onderzoeker en nieuwsgierig naar filosofie.

Hij werkte samen met andere gerenommeerde wetenschappers en Nobelprijswinnaars, zoals J.J. Thompson en Ernest Rutherford, die hem aanmoedigden om zijn onderzoek in het atomaire gebied voort te zetten.

Bohr's interesse in de atomaire structuur bracht hem ertoe om tussen universiteiten te bewegen om er een te vinden die hem de ruimte gaf om zijn onderzoek onder zijn eigen voorwaarden te ontwikkelen.

Niels Bohr is begonnen met de ontdekkingen van Rutherford om ze verder te ontwikkelen totdat hij hun eigen stempel kan drukken.

Bohr kwam met een gezin van meer dan zes kinderen, was tutor van andere wetenschappelijke talenten zoals Werner Heisenberg en president van de Koninklijke Deense Academie van Wetenschappen, evenals een lid van andere wetenschappelijke academies over de hele wereld.

index

• 1 Biografie
  • 1.1 Studies
  • 1.2 Verband met Ernest Rutherford
  • 1.3 Nordic Institute of Theoretical Physics
  • 1.4 Kopenhagen School
  • 1.5 Wereldoorlog II
  • 1.6 Terug naar huis en overlijden
• 2 Bijdragen en ontdekkingen door Niels Bohr
  • 2.1 Model en structuur van het atoom
  • 2.2 Kwantumconcepten op atomair niveau
  • 2.3 Ontdekking van de stelling van Bohr-van Leeuwen
  • 2.4 Principe van complementariteit
  • 2.5 Interpretatie van Kopenhagen
  • 2.6 Structuur van het periodiek systeem
  • 2.7 Kernreacties
  • 2.8 Toelichting op kernsplijting
• 3 referenties

biografie

Niels Bohr werd geboren op 7 oktober 1885 in Kopenhagen, de hoofdstad van Denemarken. Niels 'vader werd Christian genoemd en was professor in de fysiologie aan de Universiteit van Kopenhagen.

Aan de andere kant was Niels 'moeder Ellen Adler, wiens familie economisch bevoorrecht was en invloed had in de Deense bankomgeving. De familiesituatie van Niels stelde hem in staat toegang te hebben tot een opleiding die op dat moment als bevoorrecht werd beschouwd.

studies

Niels Bohr was geïnteresseerd in de natuurkunde, en studeerde aan de Universiteit van Kopenhagen, waar hij behaalde een master's degree in de natuurkunde in 1911. Later reisde naar Engeland, waar hij studeerde aan het Cavendish Laboratory van de Universiteit van Cambridge.

De belangrijkste motivatie voor de studie was er om de voogdij van Joseph John Thomson, chemicus Engels afkomst die de Nobelprijs in 1906 kreeg voor de ontdekking van het elektron te ontvangen, met name door studies gemaakt over het verplaatsen van elektriciteit door gassen.

Bohr's bedoeling was om zijn proefschrift in het Engels te vertalen, wat precies gekoppeld was aan de studie van elektronen. Thomson toonde echter geen echte interesse in Bohr, daarom besloot de laatste te vertrekken en zijn koers te bepalen richting de Universiteit van Manchester.

Verbonden met Ernest Rutherford

Terwijl aan de Universiteit van Manchester, had Niels Bohr de gelegenheid om te delen met de Britse natuurkundige en chemicus Ernest Rutherford. Hij was ook de assistent van Thomson en won vervolgens de Nobelprijs. Bohr heeft veel geleerd van de hand van Rutherford, vooral op het gebied van radioactiviteit en atoommodellen.

Met het verstrijken van de tijd groeide de samenwerking tussen beide wetenschappers en groeide hun vriendschappelijke band. Een van de gebeurtenissen waarin beide wetenschappers op het experimentele gebied interacteerden, was gerelateerd aan het model van het atoom voorgesteld door Rutherford.

Dit model was waar op conceptueel niveau, maar het was niet mogelijk om zwanger te worden door het bepalen van de wetten van de klassieke natuurkunde. Gezien dit, Bohr durfde te zeggen dat de reden hiervoor was dat de dynamiek van de atomen niet waren onderworpen aan de wetten van de klassieke fysica.

Nordic Institute of Theoretical Physics

Niels Bohr werd beschouwd als een verlegen en introverte man, maar een reeks essays gepubliceerd in 1913 leverde hem brede erkenning op in het wetenschappelijke veld, waardoor hij een erkend publiek figuur werd. Deze essays hielden verband met zijn conceptie van de structuur van het atoom.

In 1916 reisde Bohr naar Kopenhagen en er in zijn woonplaats, begon hij lesgeven theoretische natuurkunde aan de Universiteit van Kopenhagen, thuis studio waar hij opgeleid.

Omdat hij zich in die positie bevond en dankzij de roem die hij eerder had verworven, verkreeg Bohr het voldoende geld dat nodig was om in 1920 het Noordse Instituut voor Theoretische Fysica te creëren..

De Deense fysicus leidde dit instituut van 1921 tot 1962, het jaar waarin hij stierf. Later veranderde het instituut zijn naam en heette het Niels Bohr Institute, ter ere van de oprichter. 

Al snel werd dit instituut een referentie in termen van de belangrijkste ontdekkingen die werden gedaan in de tijd gerelateerd aan het atoom en zijn exterieur..

In korte tijd stond het Nordic Institute of Theoretical Physics op één lijn met andere universiteiten met meer traditie in het gebied, zoals de Duitse universiteiten van Göttingen en München.

School van Kopenhagen

De jaren 1920 was erg belangrijk voor Niels Bohr, omdat hij in die jaren twee van de basisprincipes van zijn theorieën gaf: het principe van correspondentie, uitgegeven in 1923, en het principe van complementariteit, toegevoegd in 1928.

De bovengenoemde principes vormden de basis waarop de Copenhagen School of Quantum Mechanics, ook de Copenhagen Interpretation genaamd, begon te vormen..

Deze school vond nadelen bij grote wetenschappers zoals dezelfde Albert Einstein, die na de oppositie voor verschillende exposities, uiteindelijk een erkenning kreeg voor Niels Bohr als een van de beste wetenschappelijke onderzoekers van die tijd.

Aan de andere kant, in 1922 ontving hij de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor hun herstructureert in verband met atomaire experimenten, en in datzelfde jaar werd geboren zijn enige zoon, Aage Niels Bohr, die uiteindelijk een opleiding aan het Instituut Niels voorzitter. Later werd hij zijn directeur en bovendien ontving hij in 1975 de Nobelprijs voor natuurkunde.

Tijdens de jaren 30 vestigde Bohr zich in de Verenigde Staten en richtte hij zich op het publiceren van het gebied van kernsplijting. Het was in deze context dat Bohr de splijtbare eigenschap van plutonium bepaalde.

Aan het einde van dat decennium, in 1939, keerde Bohr terug naar Kopenhagen en ontving de benoeming tot president van de Koninklijke Deense Academie van Wetenschappen.

Tweede Wereldoorlog

In 1940 was Niels Bohr in Kopenhagen en als gevolg van de Tweede Wereldoorlog moest hij drie jaar later met zijn gezin naar Zweden vluchten, omdat Bohr van Joodse afkomst was.

Vanuit Zweden reisde Bohr naar de Verenigde Staten. Daar vestigde hij zich en voegde zich bij het samenwerkingsteam van het Manhattan Project, dat de eerste atoombom produceerde. Dit project werd uitgevoerd in een laboratorium waarvan de locatie was Los Alamos, New Mexico worden uitgevoerd, en terwijl die deelnemen aan het project Bohr veranderde haar naam in Nicholas Baker.

Keer terug naar huis en de dood

Aan het einde van de Tweede Wereldoorlog, Bohr keerde terug naar Kopenhagen, waar hij stond weer als directeur van het Nordic Instituut voor Theoretische Fysica en altijd de toepassing van atoomenergie gepleit voor nuttige doeleinden, altijd op zoek naar efficiëntie in verschillende processen.

Deze neiging is omdat Bohr zich bewust was van de grote schade die veroorzaakt zou kunnen worden door wat hij ontdekte, en op hetzelfde moment wist hij dat er een constructievere toepassing was voor dit krachtige type energie. Daarna wijdde Niels Bohr zich sinds de jaren vijftig aan het geven van lezingen gericht op het vreedzaam gebruik van atoomenergie.

Zoals eerder vermeld, niet Bohr om de omvang van de atoomenergie slip, dus in aanvulling op pleiten voor goed gebruik, werden ook bepaald dat de regeringen die ervoor moeten zorgen dat deze energie niet destructief werd gebruikt.

Dit idee werd in 1951 gepresenteerd in een manifest dat indertijd door meer dan honderd gerenommeerde onderzoekers en wetenschappers werd ondertekend.

Als gevolg van deze actie, en zijn eerdere werk in de richting van het vreedzaam gebruik van atoomenergie, in 1957 de Ford Foundation bekroond met de Atoms for Peace Award, gegeven aan individuen die het positieve gebruik van deze energie te bevorderen.

Niels Bohr stierf op 18 november 1962, in Kopenhagen, zijn geboortestad, op 77-jarige leeftijd.

Bijdragen en ontdekkingen van Niels Bohr

Model en structuur van het atoom

Het atomaire model van Niels Bohr wordt beschouwd als een van zijn grootste bijdragen aan de wereld van de natuurkunde en de wetenschappen in het algemeen. Hij was de eerste die het atoom vertoonde als een positief geladen kern en omringd door elektronen die in een baan ronddraaiden.

Bohr slaagde erin om het mechanisme van het interne functioneren van een atoom te ontdekken: de elektronen zijn in staat om onafhankelijk rond de kern te cirkelen. Het aantal elektronen dat in de buitenste baan van de kern aanwezig is, bepaalt de eigenschappen van het fysieke element.

Om dit atomaire model te verkrijgen, paste Bohr de kwantumtheorie van Max Planck toe op het atomaire model dat ontwikkeld werd door Rutherford en verkreeg daardoor het model dat hem de Nobelprijs opleverde. Bohr presenteerde de atomaire structuur als een klein zonnestelsel.

Kwantumconcepten op atomair niveau

Wat leidde Bohr's atomisch model als revolutionair te beschouwen was de methode die het gebruikt om het te bereiken: de toepassing van theorieën van de kwantumfysica en hun onderlinge relatie met atomaire verschijnselen.

Met deze toepassingen was Bohr in staat om de bewegingen van elektronen rond de atoomkern te bepalen, evenals veranderingen in hun eigenschappen.

Op dezelfde manier was hij door deze concepten in staat om een ​​idee te krijgen van hoe materie in staat is om licht te absorberen en uit te zenden vanuit zijn meest onmerkbare interne structuren..

Ontdekking van de stelling Bohr-van Leeuwen

De stelling Bohr-van Leeuwen is een stelling die op het gebied van mechanica wordt toegepast. Eerst gewerkt door Bohr in 1911 en vervolgens aangevuld met van Leeuwen, de toepassing van deze stelling lukte om de reikwijdte van de klassieke fysica te onderscheiden van de kwantumfysica.

De stelling stelt dat de magnetisatie die resulteert uit de toepassing van klassieke mechanica en statistische mechanica altijd nul zal zijn. Bohr en van Leeuwen slaagden erin om een ​​glimp op te vangen van bepaalde concepten die alleen via de kwantumfysica konden worden ontwikkeld.

Vandaag de dag wordt de stelling van beide wetenschappers met succes toegepast op gebieden zoals plasmafysica, elektromechanica en elektrotechniek.

Principe van complementariteit

Binnen de kwantummechanica beweert het complementariteitsprincipe geformuleerd door Bohr, dat tegelijkertijd een theoretische benadering vertegenwoordigt en voortbrengt, dat objecten die aan kwantumprocessen worden onderworpen, complementaire attributies hebben die niet tegelijkertijd kunnen worden waargenomen of gemedieerd..

Dit complementariteitsprincipe komt voort uit een ander postulaat ontwikkeld door Bohr: de interpretatie van Kopenhagen; fundamenteel voor het onderzoek van de kwantummechanica.

Interpretatie van Kopenhagen

Met de hulp van de wetenschappers Max Born en Werner Heisenberg ontwikkelde Niels Bohr deze interpretatie van de kwantummechanica, die toeliet om enkele van de elementen die mechanische processen mogelijk maken te verduidelijken, evenals hun verschillen. Geformuleerd in 1927, wordt het beschouwd als een traditionele interpretatie.

Volgens de interpretatie van Kopenhagen hebben fysieke systemen geen gedefinieerde eigenschappen voordat ze aan metingen worden onderworpen, en kan de kwantummechanica alleen de waarschijnlijkheden voorspellen waarmee de gemaakte metingen bepaalde resultaten zullen opleveren.

Structuur van het periodiek systeem

Door zijn interpretatie van het atomaire model kon Bohr het periodieke systeem van elementen die op dat moment bestonden, gedetailleerder structureren.

Hij was in staat om te bevestigen dat de chemische eigenschappen en het bindvermogen van een element nauw verbonden zijn met zijn lading van valenties.

De werken van Bohr toegepast op het periodiek systeem gaven voet aan de ontwikkeling van een nieuw gebied van de chemie: de kwantumchemie.

Op dezelfde manier krijgt het element dat bekend staat als Boro (Bohrium, Bh) zijn naam in eerbetoon aan Niels Bohr.

Kernreacties

Via een voorgesteld model was Bohr in staat om de mechanismen van nucleaire reacties vanuit een proces in twee fasen voor te stellen en vast te stellen.

Door laag-energetische deeltjes te bombarderen, wordt een nieuwe laag-stabiele kern gevormd die uiteindelijk gammastraling zal uitzenden, terwijl de integriteit ervan wegsterft.

Deze ontdekking van Bohr werd lange tijd beschouwd als een sleutel in het wetenschappelijke gebied, totdat het jaren geleden door een van zijn kinderen, Aage Bohr, werd bewerkt en verbeterd..

Toelichting op kernsplijting

Kernsplijting is een nucleair reactieproces waarbij de atoomkern zich in kleinere delen begint te splitsen.

Dit proces is in staat grote hoeveelheden protonen en fotonen te produceren, waardoor energie tegelijkertijd en constant vrijkomt.

Niels Bohr ontwikkelde een model dat toeliet om het kernsplijtingproces van sommige elementen uit te leggen. Dit model bestond uit het observeren van een druppel vloeistof die de structuur van de kern zou vertegenwoordigen.

Op dezelfde manier dat de integrale structuur van een druppel in twee vergelijkbare delen kan worden gescheiden, slaagde Bohr erin aan te tonen dat hetzelfde kan gebeuren met een atoomkern, waardoor nieuwe processen van vorming of verslechtering op atomair niveau kunnen worden gegenereerd..

referenties

1. Bohr, N. (1955). Mens en fysica. Theoria: An International Journal for Theory, History and Foundations of Science, 03.08.
2. Lozada, R. S. (2008). Niels Bohr. Universiteitswet, 36-39.
3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Feiten. Teruggeplaatst van Nobelprize.org: nobelprize.org
4. Savoie, B. (2014). Een rigoureus bewijs van de stelling van Bohr-van Leeuwen in de semi-klassieke limiet. RMP, 50.
5. De redacteuren van Encyclopædia Britannica. (17 november 2016). Compound-nucleus-model. Teruggeplaatst van Encyclopedia Britannica: britannica.com.