Niels Bohr: Biografi & Atomic Theory

Pin
Send
Share
Send

Vänster: Niels Bohr 1922. Höger: En dansk frimärke 1963 hedrade Bohr på 50-årsjubileet för hans atomteori. (Bildkredit: Vänster: AB Lagrelius & Westphal, via American Institute of Physics. Höger: Antonio Abrignani / Shutterstock.com)

Niels Bohr var en av de främsta forskarna inom modern fysik, mest känd för sina betydande bidrag till kvantteorin och hans Nobelprisbelönta forskning om atomernas struktur.

Född i Köpenhamn 1885 för välutbildade föräldrar intresserade han sig för fysik i ung ålder. Han studerade ämnet under sina grund- och forskarår och fick doktorsexamen i fysik 1911 från Köpenhamns universitet.

Medan han fortfarande var en student vann Bohr en tävling som videnskapsakademin i Köpenhamn genomförde för sin utredning av mätningar av vätskeyttspänning med oscillerande vätskestrålar. Arbet arbetade i sin far (en känd fysiolog) i laboratoriet och genomförde flera experiment och gjorde till och med sina egna glasrör.

Bohr gick utöver den nuvarande teorin om vätskeytans spänning genom att ta hänsyn till viskositeten hos vattnet såväl som att införliva begränsade amplituder snarare än oändliga. Han skickade sin uppsats i sista minuten, vann första plats och en guldmedalj. Han förbättrade dessa idéer och skickade dem till Royal Society i London, som publicerade dem i tidskriften Philosophical Transactions of the Royal Society 1908, enligt Nobelprize.org.

Hans efterföljande arbete blev alltmer teoretiskt. Det var när han forskade för sin doktoravhandling om elektronteorin om metaller som Bohr först kom över Max Plancks tidiga kvantteori, som beskrev energi som små partiklar eller kvanta.

1912 arbetade Bohr för Nobelpristagaren J.J. Thompson i England när han introducerades till Ernest Rutherford, vars upptäckt av kärnan och utvecklingen av en atommodell hade förtjänat honom ett Nobelpris i kemi 1908. Under Rutherfords handledning började Bohr att studera egenskaperna hos atomer.

Bohr hade en föreläsning i fysik vid Köpenhamns universitet 1913 till 1914 och fortsatte med en liknande position vid Victoria University i Manchester från 1914 till 1916. Han gick tillbaka till Köpenhamns universitet 1916 för att bli professor i teoretisk fysik. 1920 utnämndes han till chefen för Institutet för teoretisk fysik.

Genom att kombinera Rutherfords beskrivning av kärnan och Plancks teori om kvanta förklarade Bohr vad som händer inne i en atom och utvecklade en bild av atomstrukturen. Detta arbete fick honom ett eget Nobelpris 1922.

Samma år som han började sina studier med Rutherford, gifte sig Bohr med sitt livs kärlek, Margaret Nørlund, med vilken han hade sex söner. Senare i livet blev han ordförande för Kungliga danska vetenskapsakademin samt medlem av vetenskapliga akademier över hela världen.

När nazisterna invaderade Danmark under andra världskriget lyckades Bohr fly till Sverige. Han tillbringade de senaste två åren av kriget i England och USA, där han engagerade sig i Atomic Energy Project. Det var dock viktigt för honom att använda sina färdigheter för gott och inte våld. Han ägnade sitt arbete för fredlig användning av atomfysik och för att lösa politiska problem som uppstod från utvecklingen av atomförstörelsevapen. Han trodde att nationerna borde vara helt öppna med varandra och skrev ned dessa synpunkter i sitt öppna brev till FN 1950.

En stiliserad representation av en litiumatom illustrerar Niels Bohrs atomodell, att en atom är en liten, positivt laddad kärna omgiven av kretsande elektroner. (Bildkredit: Boris15 Shutterstock)

Atommodell

Bohrs största bidrag till modern fysik var atommodellen. Bohr-modellen visar atomen som en liten, positivt laddad kärna omgiven av kretsande elektroner.

Bohr var den första som upptäckte att elektroner rör sig i separata banor runt kärnan och att antalet elektroner i den yttre bana bestämmer egenskaperna hos ett element.

Det kemiska elementet bohrium (Bh), nr 107 på det periodiska elementet, är uppkallad efter honom.

Teorin för vätskedroppar

Bohrs teoretiska arbete bidrog väsentligt till forskarnas förståelse av kärnklyvning. Enligt hans vätskedroppteori ger en vätskedroppe en exakt representation av en atoms kärna.

Denna teori var avgörande i de första försöken att dela uranatomer på 1930-talet, ett viktigt steg i utvecklingen av atombomben.

Trots sina bidrag till det amerikanska atomenergiprojektet under andra världskriget var Bohr en frispråkig förespråkare för fredlig tillämpning av atomfysik.

Kvantteorin

Bohrs komplementaritetsbegrepp, som han skrev om i ett antal uppsatser mellan 1933 och 1962, säger att en elektron kan ses på två sätt, antingen som en partikel eller som en våg, men aldrig båda samtidigt.

Detta koncept, som ligger till grund för tidig kvantteori, förklarar också att oavsett hur man ser på en elektron måste all förståelse för dess egenskaper vara förankrad i empirisk mätning. Bohrs teori betonar poängen att experimentets resultat påverkas djupt av mätverktygen som används för att utföra dem.

Bohrs bidrag till studiet av kvantmekanik minnes för evigt vid Institutet för teoretisk fysik vid Köpenhamns universitet, som han hjälpte till att hitta 1920 och ledde fram till hans död 1962. Det har sedan döpt namn till Niels Bohr-institutet till hans ära.

Niels Bohr citat

"Varje stor och djup svårighet bär i sig sin egen lösning. Det tvingar oss att förändra vårt tänkande för att hitta det."

"Allt vi kallar verkligt består av saker som inte kan betraktas som verkliga."

"Det bästa vapnet i ett diktatur är sekretess, men det bästa vapnet för en demokrati bör vara vapen för öppenhet."

"Uttryck dig aldrig tydligare än du kan tänka."

Pin
Send
Share
Send