Nīls Bohrs: Biogrāfija un atomu teorija

Pin
Send
Share
Send

Pa kreisi: Nīls Bohrs 1922. gadā. Pa labi: 1963. gada dāņu zīmogs pagodināja Bohu viņa atomu teorijas 50. gadadienā. (Attēla kredīts: Pa kreisi: AB Lagrelius & Westphal, izmantojot Amerikas Fizikas institūtu. Pa labi: Antonio Abrignani / Shutterstock.com)

Nīls Bohrs bija viens no izcilākajiem mūsdienu fizikas zinātniekiem, kurš vislabāk pazīstams ar būtisko ieguldījumu kvantu teorijā un Nobela prēmijas laureātu atomu struktūras pētījumiem.

Bohrs dzimis 1885. gadā Kopenhāgenā labi izglītotiem vecākiem, Bohrs jaunībā sāka interesēties par fiziku. Studējis šo tēmu visu maģistra un maģistra gadu laikā un 1911. gadā Kopenhāgenas universitātē ieguvis fizikas doktora grādu.

Būdams students, Bohrs uzvarēja Kopenhāgenas Zinātņu akadēmijas izsludinātajā konkursā par viņa veikto šķidruma virsmas spriedzes mērījumu pētījumu, izmantojot svārstīgas šķidruma strūklas. Strādājot sava tēva (slavena fiziologa) laboratorijā, Bohrs veica vairākus eksperimentus un pat izgatavoja pats savas stikla mēģenes.

Bohrs pārsniedza pašreizējo šķidruma virsmas spraiguma teoriju un pārsniedza to, ņemot vērā ūdens viskozitāti, kā arī iekļaujot ierobežotas amplitūdas, nevis bezgalīgas. Viņš savu eseju iesniedza pēdējā brīdī, izcīnot pirmo vietu un zelta medaļu. Viņš pilnveidoja šīs idejas un nosūtīja tās Karaliskajai biedrībai Londonā, kas tās publicēja žurnālā Filozofiskie darījumi no Karaliskās biedrības 1908. gadā, liecina Nobelprize.org.

Nākamais viņa darbs kļuva arvien teorētiskāks. Veicot pētījumus par viņa promocijas darbu par metālu elektronu teoriju, Bohrs pirmo reizi saskārās ar Maksa Planka agrīno kvantu teoriju, kas raksturoja enerģiju kā sīkas daļiņas vai kvantus.

1912. gadā Bohrs strādāja Nobela prēmijas laureāta J.J. Tompsons Anglijā, kad viņu iepazīstināja ar Ernestu Rutherfordu, kura kodola atklāšana un atomu modeļa izstrāde viņam bija nopelnījusi Nobela prēmiju ķīmijā 1908. gadā. Rutherforda aizbildnībā Bohrs sāka pētīt atomu īpašības.

Bohrs vadīja fizikas lekcijas Kopenhāgenas universitātē no 1913. līdz 1914. gadam un devās līdzīgā amatā Viktorijas universitātē Mančesterā no 1914. līdz 1916. gadam. Viņš devās atpakaļ uz Kopenhāgenas universitāti 1916. gadā, lai kļūtu par teorētiskās fizikas profesoru. 1920. gadā viņu iecēla par Teorētiskās fizikas institūta vadītāju.

Apvienojot Rutherforda kodola aprakstu un Planka teoriju par kvantu, Bohrs paskaidroja, kas notiek atoma iekšienē, un izstrādāja atoma struktūras attēlu. Šis darbs viņam nopelnīja paša Nobela prēmiju 1922. gadā.

Tajā pašā gadā, kad viņš uzsāka studijas pie Rutherford, Boh apprecējās ar savas dzīves mīlestību Margaret Nørlund, ar kuru viņam bija seši dēli. Vēlāk dzīvē viņš kļuva par Dānijas Karaliskās Zinātņu akadēmijas prezidentu, kā arī par zinātnisko akadēmiju locekli visā pasaulē.

Kad nacisti iebruka Dānijā Otrajā pasaules karā, Bohram izdevās aizbēgt uz Zviedriju. Pēdējos divus kara gadus viņš pavadīja Anglijā un ASV, kur iesaistījās Atomenerģijas projektā. Viņam tomēr bija svarīgi izmantot savas prasmes labā, nevis vardarbībā. Viņš veltīja savu darbu mierīgai atomu fizikas izmantošanai un politisko problēmu risināšanai, kas rodas no atomu iznīcināšanas ieroču attīstības. Viņš uzskatīja, ka valstīm jābūt pilnīgi atvērtām savā starpā, un šos uzskatus pierakstīja savā atklātajā vēstulē Apvienotajām Nācijām 1950. gadā.

Litija atoma stilizēts attēlojums parāda Nīla Bora atoma modeli, ka atoms ir mazs, pozitīvi lādēts kodols, ko ieskauj riņķojoši elektroni. (Attēla kredīts: Boris15 Shutterstock)

Atomu modelis

Bora lielākais ieguldījums mūsdienu fizikā bija atomu modelis. Boha modelis parāda atomu kā nelielu pozitīvi lādētu kodolu, ko ieskauj riņķojoši elektroni.

Bohrs pirmais atklāja, ka elektroni pārvietojas atsevišķās orbītās ap kodolu un ka elektronu skaits ārējā orbītā nosaka elementa īpašības.

Viņam ir nosaukts ķīmiskais elements bohrium (Bh), Nr. 107 uz elementu periodiskās tabulas.

Šķidruma pilienu teorija

Boha teorētiskais darbs ievērojami sekmēja zinātnieku izpratni par kodolskaldīšanos. Saskaņā ar viņa šķidruma pilienu teoriju šķidruma piliens nodrošina precīzu atoma kodola attēlojumu.

Šī teorija bija noderīga pirmajos mēģinājumos sadalīt urāna atomus 20. gadsimta 30. gados, kas ir svarīgs solis atombumbas attīstībā.

Neskatoties uz viņa ieguldījumu ASV atomenerģijas projektā Otrā pasaules kara laikā, Bohrs bija izteikts aizstāvis atomu fizikas mierīgai piemērošanai.

Kvantu teorija

Boha komplementaritātes koncepcija, par kuru viņš rakstīja daudzās esejās no 1933. līdz 1962. gadam, apgalvo, ka elektronu var aplūkot divējādi - kā daļiņu, vai kā viļņu, bet nekad abus vienlaikus.

Šis jēdziens, kas veido agrīnās kvantu teorijas pamatu, arī izskaidro, ka neatkarīgi no tā, kā kāds uztver elektronu, visa izpratne par tā īpašībām jāatsakās no empīriskiem mērījumiem. Boha teorija uzsver, ka eksperimenta rezultātus ļoti ietekmē mērījumu rīki, kas tiek izmantoti to veikšanai.

Bohra ieguldījums kvantu mehānikas izpētē uz visiem laikiem tiek pieminēts Kopenhāgenas Universitātes Teorētiskās fizikas institūtā, kuru viņš palīdzēja atrast 1920. gadā un vadīja līdz nāvei 1962. gadā. Kopš tā laika viņš par godu tika pārdēvēts par Nīla Bora institūtu.

Nīla Bora citāti

"Katra liela un dziļa grūtība pati par sevi nes savu risinājumu. Tas liek mums mainīt domāšanu, lai to atrastu."

"Viss, ko mēs saucam par īstu, ir izgatavots no lietām, kuras nevar uzskatīt par īstām."

"Labākais diktatūras ierocis ir slepenība, bet labākajam demokrātijas ierocim jābūt atklātības ieročam."

"Nekad neizsaki sevi skaidrāk, nekā spēj domāt."

Pin
Send
Share
Send