Niels Bohr

Niels Henrik David Bohr ( AFI : [ˈnels ˈboɐ̯ˀ] ; København , 7. oktober 1885 - København , 18. november 1962 ) var en dansk fysiker .

Han ga grunnleggende bidrag til å forstå atomstruktur og kvantemekanikk , som han mottok Nobelprisen i fysikk for i 1922.

Biografi

Familie og studier

Bohr ble født i København den 7. oktober 1885. Faren hans, Christian Bohr , var en dansk fysiolog av luthersk religion , en foreleser ved det fysiologiske fakultet ved Københavns Universitet og en oppdager av hemoglobin -atferd kalt Bohr-effekten . Henrik Bohr, hans farfar, var lærer og senere rektor ved Westenske Institut i København. Hans mor, Ellen Adler Bohr, var en velstående dansk borgerlig av jødisk opprinnelse , hvis familie var svært viktig i det danske bank- og parlamentariske miljøet. Hans bestefar, David Adler, døde i 1878 og derfor kunne Niels aldri møte ham, men hans menneskerettighetsidealer ble gitt videre til Niels selv gjennom datteren Ellen, hans mor.

Broren hans, Harald Bohr , var matematiker og fotballspiller på det danske landslaget, kalt opp til OL . Han hadde også en eldre søster, født i 1883 , som senere ble lærer ved skolen grunnlagt av de tre brødrenes tante, Hanna Adler, kjent for å være banebrytende for innføringen av samutdanning i Danmark. Niels var en fotballspiller som sin bror, men amatør, med en keeperrolle , og han spilte i 1905 sammen med sin bror i Akademisk Boldklub , et av København-lagene.

Han ble ikke ansett som egnet til å bruke det danske landslaget fordi det sies at i en vennskapskamp mellom klubben hans og en tysk representant, fikk Bohr et mål på et lett skudd fra langt hold, distrahert, etter egen innrømmelse, av et problem matematisk. [1] Bohr ble uteksaminert fra Københavns Universitet i 1911 med en avhandling om umuligheten av å forklare magnetiske fenomener med klassisk fysikk; i 1921, fra dette arbeidet formulerte den nederlandske fysikeren Hendrika Johanna van Leeuwen teoremet som tar navnet Bohr-Van Leeuwen-teoremet . Han flyttet først til Cambridge på et stipend, hvor han håper å samarbeide med JJ Thomson for å fortsette å undersøke teorien om metaller. Ute av stand til å jobbe med den britiske fysikeren, våget han seg inn i studiet av elektromagnetisme etter universitetsforelesningene til James Jeans . Takket være stipendet som Carlsberg Foundation tilbød ham for å gi ham muligheten til å studere i utlandet i et år, flyttet han deretter til University of Manchester , England , hvor han studerte med Ernest Rutherford .

I løpet av studietiden med Rutherford tar han for seg suksessen til noen eksperimenter på absorpsjon av alfapartikler av aluminium, et program foreslått av Rutherford selv. Dette prosjektet ble deretter suspendert av Bohr selv fordi han var interessert i det teoretiske konseptet til hans nye atommodell , som stammer fra orbitalteorien om atomet oppdaget av Rutherford. Mange år etter Rutherfords død, samtykker Bohr til å holde sin minnetale, kjent som Rutherford Memorial Lecture, 28. november 1958 ved Imperial College London . Rutherford hadde foreslått en modell der nesten all massen til atomet er konsentrert i en veldig liten del, den såkalte kjernen (positivt ladet), mens elektronene kretser rundt den i konsentriske skall kalt orbitaler.

Bohrs atommodell

Basert på Rutherfords teorier publiserte Bohr sin modell av atomstrukturen, og introduserte teorien om elektroner som reiser i veldefinerte baner, som tilsvarer de forskjellige energistadiene rundt atomkjernen. Bohr introduserte også ideen om at et elektron kan falle fra en høyenergibane til en lavenergibane, og sende ut et foton med definert energi. Denne teorien var grunnlaget for kvanteteorien . Niels Bohr ble professor ved Københavns Universitet og direktør for det "nybygde instituttet for teoretisk fysikk". Denne modellen forklarte imidlertid ikke stabiliteten til atomer og årsaken til at elektronet ikke "faller" inn i kjernen, men alltid opprettholder et minimumsnivå av energi.

Den 27. april 1920 ankom Bohr Berlin på invitasjon fra Max Planck . Siden Einstein også var til stede i Berlin, benyttet han anledningen til å møte tre av datidens viktigste fysikere. Møtet var ekstremt hjertelig, selv om det var annerledes i karakter, de fant seg godt til rette med å snakke om fysikk hele tiden og sammenligne ideene sine. «Få ganger i livet har en person gitt meg så mye glede med bare hans tilstedeværelse som en tilstand i hans tilfelle», skrev Einstein senere til Bohr. [2]

I 1922 mottok Bohr Nobelprisen i fysikk "for sine tjenester i å undersøke strukturen til atomer og strålingen som kommer fra dem". Bohrs institutt var referansepunktet for teoretiske fysikere på 1920- og 1930-tallet.

Bohr utviklet også komplementaritetsprinsippet , som han offentliggjorde på den internasjonale fysikerkongressen i 1927 (avholdt i Como i anledning hundreårsdagen for Alessandro Voltas død ). I henhold til komplementaritetsprinsippet i beskrivelsen av naturen til mikrofysiske prosesser, spiller komplementære, men gjensidig utelukkende aspekter inn, slik som det bølgende og korpuskulære aspektet av lys. Umuligheten fra eksperimentørens side til samtidig å ta hensyn, i målehandlingen, de komplementære kvanteegenskapene, er opphavet til kvantemekanikkens tilfeldige og sannsynlige karakter. Komplementaritetsprinsippet ble foreslått fra begynnelsen som et konseptuelt rammeverk for kvantemekanikk, der Heisenbergs usikkerhetsprinsipp ble innlemmet som et spesielt tilfelle av den generelle komplementære karakteren til prosessene i atomfysikk. Komplementaritetsprinsippet og usikkerhetsprinsippet ville ha vært bærebjelkene i den store "offisielle" fysiske tolkningen av kvantemekanikk, København-tolkningen .

København-tolkningen ble angrepet av Albert Einstein , som ikke trodde på en iboende sannsynlighet av fysiske prosesser, selv på atomskala. Han tenkte på naturen som et perfekt ordnet system av enkle og deterministiske naturlover. Dette er grunnen til at Einstein og Bohr hadde livlige diskusjoner om det fysiske og filosofiske grunnlaget for den naturlige verden. Det var i et brev adressert til ham i 1926 at Einstein gjorde sin berømte observasjon om kvantemekanikk, ofte omskrevet som " Gud spiller ikke terninger med universet ", som Bohr svarte "Ikke fortell Gud hvordan han skal spille" [3 ] . Bohrs mest kjente elev, Werner Karl Heisenberg , sto også i to år i spissen for det tyske atomprogrammet , naziregimets prosjekt med sikte på å bygge atombomben. Selv om Heisenbergs faktiske rolle i det tyske atomprogrammet fortsatt er oppe til debatt, undergravde hans påståtte samarbeid med nazistene midlertidig vennskapet hans med Bohr. [4]

Nazistenes okkupasjon og flukt til USA

Niels Bohr og kona Margrethe fikk seks barn. To døde unge på grunn av en båtulykke og hjernehinnebetennelse . [5] Den ene, Aage Niels Bohr ( 1922 - 2009 ), ble tildelt Nobelprisen i fysikk i 1975 . I september 1943, under nazistenes okkupasjon av Danmark, flyktet Niels Bohr til Sverige for å unngå arrestasjon av tysk politi og derfra til London; han arbeidet, og lyktes, for å overtale den svenske regjeringen til å ta inn hundrevis av danske jøder på flukt fra deportasjon. I november samme år flyttet imidlertid Bohr og sønnen Aage til USA , først til New York og deretter til Los Alamos for å samarbeide om Manhattan-prosjektet , hvor det i tillegg til sin ekspertise på området var viktig. å informere andre forskere om prosjektet om fremdriften til tyske atomprosjekter. Etter krigen vendte han tilbake til København og tok til orde for fredelig bruk av atomenergi. I 1957 , på initiativ av ham selv og den svenske politikeren Torsten Gustafsson , ble Nordisk institutt for teoretisk fysikk (Nordita) født med base i København. Han døde i den danske hovedstaden i 1962 .

Fungerer

Anerkjennelser

Det kjemiske elementet bohrium er navngitt til hans ære. En asteroide ble viet til ham , 3948 Bohr . Et krater på 71 km i diameter [6] og en 80 km lang dal er viet ham på månen . [7] I 1922 mottok han Nobelprisen i fysikk . I 1939 ble han valgt til president for Det Kongelige Danske Videnskapsakademi. I 1947 mottok han den viktigste danske ridderordenen Elefantordenen . I 1965, tre år etter hans død, tok Fysisk Institutt ved Københavns Universitet på seg navnet "Niels Bohr Institute". Den er omtalt på den 500 danske kroneseddelen (1997-serien). UAI har kalt månekrateret Bohr [8] og månevallis Bohr [ 9 ] etter Niels Bohr .

I massekulturen

Stykket Copenhagen , fremført på Broadway og deretter med suksess verden rundt, skrevet av Michael Frayn , er en fiksjonalisert tolkning av hva som kan ha skjedd i 1941 under møtet mellom Heisenberg og Bohr. Niels Bohr er også hovedpersonen i en tegneserie, den grafiske romanen A dazzling thought av Jim Ottaviani og Leland Purvis som sporer livet hans og avslører teoriene hans og hans samtidige, med en didaktisk og livlig stil.

Kuriosa

Heder

Ridder av Elefantordenen (Danmark)
- 17. oktober 1947
Medlem av Royal Society

Merknader

  1. ^ Nasjonal tjeneste for fotballspillere , på theguardian.com , 27. juli 2005. Hentet 3. mai 2014 .
  2. ^ Manjit Kumar, Quantum , Mondadori, 2017, s. 132-133, ISBN  978-88-04-60893-6 .
  3. ^ Senere, i en diskusjon der John Wheeler foreslo sin (og Richard Feynmans ) tolkning av positroner, gjentok Einstein den berømte setningen " Jeg kan fortsatt ikke tro at Gud spiller terninger ", og la også til " Men kanskje jeg har fortjent rett til å gjøre feil. '' Fra boken av Piergiorgio Odifreddi "Encounters with extraordinary minds"
  4. ^ Werner Heisenberg, Physics and beyond - Encounters with the protagonists 1920-1965 , Bollati Boringhieri, 2013, ISBN  9788833924168 .
  5. ^ Hvem var Niels Bohr , på ilpost.it , 7. oktober 2012. Hentet 3. mai 2014 .
  6. ^ Måne : Bohr _
  7. ^ Måne : Vallis Bohr
  8. ^ Bohr Crater , publisert i Gazetteer of Planetary Nomenclature , United States Geological Survey .
  9. ^ Vallis Bohr , Gazetteer of Planetary Nomenclature , United States Geological Survey .
  10. ^ Manjit Kumar, Quantum , Mondadori, 2017, s. 210, ISBN  978-88-04-60893-6 .

Bibliografi

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker