NIELS BOHR: ÉLETRAJZ ÉS HOZZÁJÁRULÁSOK - TUDOMÁNY - 2026

Niels Bohr (1885-1962) egy dán fizikus, aki 1922-ben Nobel-díjjal tüntette ki az atomok szerkezetével és sugárzási szintjével kapcsolatos kutatásáért. Az európai területeken, a legrangosabb angol egyetemeken nevelkedett és oktatott, Bohr elismert kutató és filozófia iránt érdeklődő is.

Más neves tudósokkal és Nobel-díjasokkal, mint például JJ Thompson és Ernest Rutherford, együtt dolgozott, akik arra ösztönzik őt, hogy folytassa kutatásait az atomterületen.

Bohr iránti érdeklődés az atomszerkezet iránt arra késztette, hogy az egyetemek között mozogjon, és olyan helyet találjon, amely lehetőséget adna neki, hogy kutatásait saját feltételeivel fejlessze tovább.

Niels Bohr a Rutherford felfedezéseiből indult és továbbfejlesztte őket, amíg nem bírta saját bélyegzőjét rájuk.

Bohrnak több mint hat gyermekes családja volt, más tudósok oktatója, például Werner Heisenberg és a Dán Királyi Tudományos Akadémia elnöke, valamint a világ más tudományos akadémiáinak tagja.

Életrajz

Niels Bohr 1885. október 7-én született Koppenhágában, Dánia fővárosában. Niels apját kereszténynek nevezték, és a koppenhágai egyetemen élettani professzor volt.

Niels anyja Ellen Adler volt, akinek a családja gazdaságilag kiváltságos volt, és befolyással volt a dán bankkörnyezetre. Niels családi helyzete lehetővé tette számára az abban az időben kiváltságosnak tekintett oktatáshoz való hozzáférést.

Tanulmányok

Niels Bohr a fizika iránt érdeklődött, majd a koppenhágai egyetemen tanulmányozta, ahol 1911-ben fizikai diplomát szerzett. Később Angliába utazott, ahol a Cambridge-i Egyetem Cavendish laboratóriumában tanult.

Az ott folytatott tanulás fő motivációja az volt, hogy Joseph John Thomson, az angol származású vegyész, aki 1906-ban Nobel-díjat kapott az elektron felfedezéséért, kifejezetten azon tanulmányok elvégzéséért, amelyeket az elektromos áramlása a gázokon keresztül történt.

Bohr célja doktori disszertációjának angolra fordítása, amely pontosan kapcsolódott az elektronok tanulmányozásához. Thomson azonban nem mutatott valódi érdeklődést Bohr iránt, ezért az utóbbi úgy döntött, hogy otthagyja és a Manchester-i Egyetemre indította útját.

Kapcsolat Ernest Rutherforddal

A manchesteri egyetemen töltött idő alatt Niels Bohr lehetőséget kapott megosztani Ernest Rutherford brit fizikussal és kémikusával. Thomson asszisztense volt, később pedig Nobel-díjat nyert. Bohr sokat tanult Rutherfordtól, különösen a radioaktivitás és az atommodellek területén.

Az idő múlásával a két tudós közötti együttműködés tovább nőtt, barátságuk pedig kibővült. Az egyik esemény, amelyben a tudósok kölcsönhatásba léptek a kísérleti területen, kapcsolódott a Rutherford által javasolt atommodellhez.

Ez a modell igaz volt a fogalmi területen, ám ezt nem lehetett elképzelni úgy, hogy belefoglalta a klasszikus fizika törvényébe. Ennek fényében Bohr merte mondani, hogy ennek oka az, hogy az atomok dinamikájára nem vonatkoznak a klasszikus fizika törvényei.

Északi Elméleti Fizikai Intézet

Niels Bohr-t szégyenteljes és introvertált embernek tartották, ám egy 1913-ban publikált esszésorozat széles körben elismerte a tudományos területen, ami elismert közszereplővé tette. Ezek az esszék az atom szerkezetének felfogásával kapcsolatosak.

1916-ban Bohr Koppenhágába utazott, és szülővárosában elkezdte az elméleti fizika tanítását a koppenhágai egyetemen, ahol tanult.

Ebben a helyzetben és a korábban megszerzett hírnévnek köszönhetően Bohr megszerezte a szükséges pénzt, amely ahhoz szükséges volt, hogy 1920-ban létrehozza az Északi Elméleti Fizikai Intézetet.

A dán fizikus ezt az intézetet 1921 és 1962 között irányította, amikor meghalt. Később az intézet megváltoztatta a nevét, és az alapító tiszteletére Niels Bohr Intézetnek hívták.

Nagyon hamar ez az intézet referenciává vált azoknak a legfontosabb felfedezéseknek a szempontjából, amelyek akkoriban készültek az atommal és annak konformációjával kapcsolatban.

Rövid idő alatt az Északi Elméleti Fizikai Intézet párhuzamosan állt más térségben hagyományokkal rendelkező egyetemekkel, például a német Göttingeni és Müncheni egyetemekkel.

Koppenhágai Iskola

Az 1920-as évek nagyon fontosak voltak Niels Bohr számára, mivel ezekben az években elméleteinek két alapelvét adta ki: az 1923-ban kiadott levelezés elvét és 1928-ban hozzáadott komplementaritás elvét.

A fent említett alapelvek alapozták meg a koppenhágai kvantummechanika iskolájának, más néven a koppenhágai értelmezésnek a kialakulását.

Ez az iskola olyan nagy tudósokban talált ellenfeleket, mint maga Albert Einstein, aki a különféle megközelítésekkel szembeni ellenére Niels Bohr-ot a korszak egyik legjobb tudományos kutatójának elismerte.

Másrészről, 1922-ben Nobel-fizikai díjat kapott az atomerőművek szerkezetátalakításával kapcsolatos kísérleteiért. Ugyanebben az évben született egyetlen fia, Aage Niels Bohr, aki végül az intézetben tanulmányozta, amelyet Niels vezetett. Később igazgatója lett, és 1975-ben megkapta a fizikai Nobel-díjat.

Az 1930-as években Bohr az Egyesült Államokban telepedett le, és a atommaghasadás területének nyilvánosságra állására összpontosított. Bohr ebben az összefüggésben határozta meg a plutónium hasadó tulajdonságát.

Ezen évtized végén, 1939-ben, Bohr visszatért Koppenhágába, és a Dán Királyi Tudományos Akadémia elnökévé nevezték ki.

Második világháború

1940-ben Niels Bohr Koppenhágában volt, és a második világháború következményeként három évvel később családjával együtt kényszerült elmenekülni Svédországba, mert Bohr zsidó származású volt.

Svédországból Bohr az Egyesült Államokba utazott. Ott telepedett le és csatlakozott a Manhattan Projekt együttműködő csapatához, amely előállította az első atombomba. Ezt a projektet egy új mexikói Los Alamos-ban található laboratóriumban hajtották végre, és a projektben való részvétele során Bohr nevét Nicholas Bakerre változtatta.

Hazatérés és halál

A második világháború végén Bohr visszatért Koppenhágába, ahol ismét a Skandináv Elméleti Fizikai Intézet igazgatójává vált és mindig az atomenergia hasznos célokkal való támogatását támogatta, mindig a különféle folyamatok hatékonyságát keresve.

Ez a hajlam annak a ténynek köszönhető, hogy Bohr tisztában volt a nagy károkkal, amelyeket a felfedezett okozhat, és ugyanakkor tudta, hogy az ilyen típusú nagyon erős energiának konstruktívabb hasznára van. Tehát az 1950-es évektől Niels Bohr az atomenergia békés felhasználására összpontosító konferenciákat szentelt.

Mint korábban már említettük, Bohr nem hagyta ki az atomenergia nagyságrendjét, ezért amellett, hogy támogatja annak megfelelő felhasználását, azt is kimondta, hogy a kormányoknak kell biztosítaniuk, hogy ezt az energiát ne használják pusztító módon.

Ezt az elképzelést 1951-ben vezették be, egy manifestben, amelyet akkoriban több mint száz neves kutató és tudós írt alá.

Ennek a fellépésnek és az atomenergia békés felhasználása érdekében végzett korábbi munkájának eredményeként 1957-ben a Ford Alapítvány odaítélte az Atomen for Peace díjat, amelyet azoknak a személyiségeknek ítéltek oda, akik igyekeztek előmozdítani az ilyen típusú energia pozitív felhasználását.

Niels Bohr 1962. november 18-án halt meg szülővárosában, Koppenhágában, 77 éves korában.

Niels Bohr hozzászólásai és felfedezései

Bohr és Albert Einstein

Az atom modellje és szerkezete

Niels Bohr atommodelljét az egyik legnagyobb hozzájárulásának tekintik a fizika és általában a tudomány világához. Ő volt az első, aki az atomot keringő elektronok által körülvett pozitív töltésű magként mutatta ki.

Bohrnak sikerült felfedeznie egy atom belső működési mechanizmusát: az elektronok képesek függetlenül keringni a mag körül. A mag külső pályáján jelen lévő elektronok száma meghatározza a fizikai elem tulajdonságait.

Ennek az atommodellnek a megszerzéséhez Bohr Max Planck kvantumelméletét alkalmazta a Rutherford által kidolgozott atommodellre, amelynek eredményeként megkapta azt a modellt, amely Nobel-díjat kapott neki. Bohr az atomszerkezetet kis naprendszerként mutatta be.

Kvantum fogalmak atomszinten

Bohr atommodelljét forradalmian újnak tekintették. Az a módszer, amellyel elérte: a kvantumfizikai elméletek alkalmazását és ezeknek az atom jelenségekkel való kapcsolatát.

Ezekkel az alkalmazásokkal Bohr képes volt meghatározni az atomok körül az elektronok mozgását, valamint tulajdonságaik változásait.

Ugyanígy, ezen fogalmak révén képességet tudott kapni arról, hogy az anyag mennyire képes abszorbeálni és sugárzni a legszembetűnőbb belső szerkezeteit.

A Bohr-van Leeuwen tétel feltárása

A Bohr-van Leeuwen tétel egy tétel, amelyet a mechanika területére alkalmaznak. Elsőként Bohr 1911-ben dolgozott, majd később van Leeuwen kiegészítette, ennek a tételnek a felhasználása megkülönböztette a klasszikus fizika hatókörét a kvantumfizikától.

A tétel azt állítja, hogy a klasszikus és statisztikai mechanika alkalmazásából származó mágnesezettség mindig nulla lesz. Bohr-nak és van Leeuwen-nek sikerült felismernie bizonyos fogalmakat, amelyeket csak a kvantumfizika fejlesztett ki.

Manapság mindkét tudós tételét sikeresen alkalmazzák olyan területeken, mint a plazmafizika, az elektromechanika és az elektrotechnika.

A kiegészítő jelleg elve

A kvantummechanikában a Bohr által megfogalmazott komplementaritás elve, amely egyben az elméleti és az ebből fakadó megközelítést is fenntartja, fenntartja, hogy a kvantumfolyamatoknak kitett objektumok kiegészítő tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyeket nem lehet megfigyelni vagy mérni egyidejűleg.

A komplementaritás ezen elve Bohr által kidolgozott másik posztulátumból származik: a koppenhágai értelmezés; alapvető fontosságú a kvantummechanika kutatásában.

Koppenhágai értelmezés

Max Born és Werner Heisenberg tudósok segítségével Niels Bohr kifejlesztette a kvantummechanika ezen értelmezését, amely lehetővé tette a mechanikai folyamatokat lehetővé tevő elemek és azok különbségeinek tisztázását. Az 1927-ben megfogalmazott értéket hagyományos értelmezésnek tekintik.

A koppenhágai értelmezés szerint a fizikai rendszereknek nem vannak meghatározott tulajdonságai, mielőtt azokat mérésnek vetik alá, és a kvantummechanika csak arra képes megjósolni, hogy milyen valószínűséggel járnak az elvégzett mérések bizonyos eredményekkel.

A periódusos rendszer felépítése

Az atommodell értelmezése alapján Bohr részletesebben felépítette az akkoriban meglévő elemek periódusos tábláját.

Meg tudta mondani, hogy egy elem kémiai tulajdonságai és kötőképessége szorosan összefüggenek annak valencia-töltésével.

Bohr periódusos tábláján alkalmazott munkája egy új kémia terület kifejlesztéséhez vezetett: kvantumkémia.

Hasonlóképpen, a bór néven ismert elem (Bohrium, Bh) Niels Bohr tisztelegve kapja nevét.

Nukleáris reakciók

Egy javasolt modell alkalmazásával Bohr képes volt javaslatot tenni és létrehozni a nukleáris reakciók mechanizmusait egy kétlépcsős folyamatból.

Az alacsony energiatartalmú részecskék bombázásával új, alacsony stabilitású atommag alakul ki, amely végül gammasugarakat bocsát ki, miközben integritása romlik.

Ezt a Bohr-felfedezést sokáig kulcsfontosságúnak tekintették a tudományos területen, amíg évekkel később az egyik fia, Aage Bohr továbbfejlesztették és továbbfejlesztették.

A maghasadás magyarázata

A atommaghasadás egy nukleáris reakció, amelynek során az atommag kisebb részekre osztódni kezd.

Ez a folyamat képes nagy mennyiségű protonok és fotonok előállítására, energiát szabadít fel egyszerre és folyamatosan.

Niels Bohr kifejlesztett egy modellt, amely lehetővé tette egyes elemek atommaghasadásának magyarázatát. Ez a modell egy csepp folyadék megfigyeléséből állt, amely a mag szerkezetét képviseli.

Ugyanúgy, ahogy egy csepp integrált szerkezete két hasonló részre osztható, Bohrnak sikerült bebizonyítania, hogy ugyanez történhet egy atommaggal, és képes új képződési vagy romlási folyamatok generálására atomi szinten.

Irodalom

1. Bohr, N. (1955). Az ember és a fizika. Theoria: Nemzetközi folyóirat a tudomány elméletéről, történelméről és alapjairól, 3-8.
2. Lozada, RS (2008). Niels Bohr. Egyetemi törvény, 36-39.
3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Tények. Vissza a (z) Nobelprize.org oldalról: nobelprize.org
4. Savoie, B. (2014). A Bohr-van Leeuwen tétel szigorú bizonyítéka a félvezető határon. RMP, 50
5. Az Encyclopædia Britannica szerkesztői. (2016. november 17.). Összetett-mag modell Vissza az Encyclopedia Britannica oldalról: britannica.com.