Niels Bohr ur.1885- stierf 1962

Niels Bohr ur.1885- stierf 1962

Kwantummechanica is het fundament van de twintigste-eeuwse natuurkunde. Het maakte het mogelijk om de verschijnselen die zich in de microwereld voordoen te begrijpen en maakte veel technische prestaties mogelijk, zoals de constructie van de transistor, microprocessor en de beheersing van kernenergie. Dankzij de kwantummechanica begrijpen we de structuur van chemische bindingen en veel biologische verschijnselen beter, en daardoor hebben we nieuwe mogelijkheden om de natuur te manipuleren. Zelfs in de kosmologie zijn kwantumideeën tegenwoordig belangrijk. De kwantummechanica heeft niet alleen voor enorme veranderingen in ons dagelijks leven gezorgd, maar het dwong ook veel veranderingen in filosofische opvattingen. De Deen Niels Bohr was hiervan de meest vooraanstaande natuurkundige, die hebben deelgenomen aan de ontwikkeling van de kwantumtheorie.

Niels Bohr speelde een doorslaggevende rol in de transformatie, waaraan de natuurkunde in de 20e eeuw onderging. Over 1913 R. ontwikkelde een model van het atoom, die grote erkenning heeft gekregen, en halverwege de jaren twintig nam hij deel aan de geboorte van een nieuwe kwantumtheorie – wiskundige interpretatie van intra-atomaire werkelijkheid – die tot op de dag van vandaag de dominante theorie in de natuurkunde is gebleven. kwantumfysica, en vooral de zogenaamde Kopenhagen-interpretatie van de nieuwe theorie, was een enorm succes, Bohr's invloed was doorslaggevend voor de acceptatie ervan. Alle grote verworvenheden van chemie en elektronica, en de ontwikkeling van kernenergie, zijn afgeleid van de kwantumtheorie. Het gevolg is ook de huidige toenadering van de fysica, kosmologii i biologii. Het grote belang van de kwantumtheorie is ook te danken aan de filosofische implicaties ervan. Niels Bohr maakte een einde aan zijn oprechte zoektocht om de 'ultieme' realiteit te ontdekken. Volgens Bohr: “Het uitzicht is een vergissing, dat de taak van de natuurkunde is om te detecteren, wat is de natuur. De natuurkunde gaat erover, wat kunnen we zeggen over de natuur ".

Niels Bohr werd geboren in Kopenhagen 7 Oktober 1885 R. Hij was de zoon van Christian Bohr, hoogleraar fysiologie, en Ellena geboren Adler. De Bohrs waren heel dichtbij. Ze vormden een cultureel gezin, met een hoog intellectueel niveau, Zo groeide Niels op in een omgeving die bevorderlijk was voor de ontwikkeling van zijn genie. De moeder was hartelijk en intelligent. Vader was voorzichtig, zoals Bohr zich later herinnerde: "Dat je iets van mij mag verwachten". De Bohrs waren niet erg vroom en Niels werd een atheïst. Hij was voorzichtig, dat religieuze overtuigingen verkeerd en schadelijk zijn. Van 1891 R. uczęszczał do Gammelholms Latin en Realskole, waar hij werd herinnerd als een goede student, een jongen die groot is voor zijn leeftijd, vatbaar voor gevechten, maar ook een beetje verlegen. Zoals hij zich herinnert, hij was gepassioneerd door wetenschap "dankzij de invloed van zijn vader". Inch 1903 R. ging naar de Universiteit van Kopenhagen, waar hij zich voornamelijk met natuurkunde bezighield. Hij behaalde een masterdiploma in 1909 R., en de dokter in 1911 R. In hetzelfde jaar stierf zijn vader, en Niels trouwde met Margeth Norlund.

Revolutie in opvattingen over de constructie van het atoom in 1911 R. was al een feit. Bohr's proefschrift ging over de theorie van elektronen, ontdekt ongeveer tien jaar eerder door J.. J. Thomsona. Het was bekend, dat elektronen een veelvoorkomend onderdeel van materie zijn. Thomson stelde ook voor, dat het aantal elektronen in een atoom overeenkomt met zijn massa en de diversiteit van de atomen van de permanente elementen bepaalt. Ernest Rutherford heeft aangetoond, dat het atoom klein is, zware zaadbal, wat natuurlijk van fundamenteel belang was. De ontdekking heeft het gehaald, dat natuurkundigen van de theorie afweken, volgens welke het atoom zoiets was als een rozijnenpudding – bestaande uit een kern bezaaid met elektronen zoals rozijnen in een cake – in het voordeel van het Rutherford-model, waarin elektronen rond een kleine kern draaien.

Inch 1913 R. Bohr, werken in Engeland met Rutherford, publiceerde drie werken over de structuur van het atoom, wat zeker van invloed was op de verdere ontwikkeling van de natuurkunde. Het Rutherford-model loste enkele belangrijke problemen op, er was echter nog steeds geen antwoord op de fundamentele vraag: waarom elektronen – zeker aangetrokken door de kern – ze worden er uiteindelijk niet door opgenomen. Kortom, het Rutherford-model verklaarde de stabiliteit van het atoom niet, een van de basisfuncties.

Bohr begreep het, dat de klassieke Newtoniaanse mechanica het gedrag van materie op atomaire schaal niet kan verklaren, daarom raakte hij geïnteresseerd in de kwantumtheorie van 'blackbody-straling', geformuleerd rond de eeuwwisseling door Max Planck, die Einstein gebruikte om het gedrag van "deeltjes" van licht uit te leggen. Inch 1912 R., na een relatief korte periode van hard werken, Bohr legde uit, waarom het waterstofatoom lichtstralen uitzendt, en ontwikkelde een theorie die heel goed overeenkwam met de experimentele feiten. Bohr opgericht, dat het elektron dan alleen licht uitstraalt, wanneer het van baan verandert, dat wil zeggen, de emissie van een lichtquantum begeleidt de "sprong" van een elektron van de ene baan naar de andere. Einstein, kennis te hebben genomen van de resultaten van Bohr's werk, zei hij zelfverzekerd, met de laconieke aard ervan: "Dit is een geweldige prestatie".

Een model van het atoom bouwen, het Rutherford-Bohr-model genoemd, het was een grote stap voorwaarts en werd al snel gebruikt om de atomaire structuur van alle andere elementen uit te leggen. Een van Bohr's prestaties in 1913 R. była identyfikacja widma promieniowania rentgenowskiego z odpowiednimi kwantowymi przeskokami elektronów. Spektroskopia umożliwiła dziewiętnastowiecznym uczonymi odkrycie i zbadanie wielu pierwiastków. röntgenstralen, met een veel kortere golflengte dan zichtbaar licht, belangrijke informatie verschaffen over verschijnselen die zich op atomaire schaal voordoen. Patrz Gustav Kirchhoff bij Max von Laue.
In het daaropvolgende jaar ontwikkelde de Britse natuurkundige Harry Moseley de, onder leiding van Bohr, op basis van röntgenspectrumonderzoeken van individuele elementen, nieuw, de definitieve volgorde van de elementen op het periodiek systeem en heeft aan elk element het juiste atoomnummer toegewezen. In de daaropvolgende jaren deed Bohr veel meer gedetailleerde ontdekkingen. Zoals Abraham Pais schreef: 'Nu oordelen… het was des te fabelachtiger en verbazingwekkender, dat het uit een analogie kwam – atoombanen vergelijkbaar met de banen van de planeten in een baan om de zon, mol (spin) vergelijkbaar met de rotatie van de planeten om hun as – hoewel deze analogieën in werkelijkheid onjuist zijn ". Inch 1922 R. Bohr ontving de Nobelprijs.

Bleek, dat het Bohr-model van het atoom in feite enkele ernstige tekortkomingen had. De zogenaamde eerste kwantumrevolutie loste niet alle problemen op die verband hielden met het gedrag van complexere atomen. Ook al in patches 1913-1925 deze theorie is op verschillende manieren aangepast, tegelijkertijd groeiden er ernstige twijfels, wat uiteindelijk leidde tot de 'tweede kwantumrevolutie'. In de jaren twintig. Bohr speelde een doorslaggevende rol bij het oplossen van de crisis in de natuurkunde, veroorzaakt door de nadelen van het atomaire model, die hij zelf heeft gemaakt. Teruggekeerd 1916 R. aan de Universiteit van Kopenhagen, Bohr werd hoogleraar theoretische fysica en nam vijf jaar later deel aan de opening van het Instituut voor Theoretische Fysica. Dankzij Bohr is Kopenhagen een aantrekkingspunt voor natuurkundigen geworden. De zogenaamde tweede kwantumrevolutie droeg bij aan de opkomst van een nieuwe, puur wiskundig model van het atoom, wat in feite het beperkte menselijke vermogen bevestigde om intra-atomaire verschijnselen waar te nemen. De tweede revolutie bestond uit de golfmechanica van Schrodinger en de matrixmechanica van Heisenberg en zijn beroemde onzekerheidsprincipe, die de grenzen van de cognitie van fysieke systemen definieert.

Eind jaren twintig ontwikkelde Bohr twee principes, dat zou helpen om de kwantumrevolutie tot een goed einde te brengen. In een beroemde lezing van St. 1927 R. pt. "De filosofische grondslagen van de kwantumtheorie" Bohr besprak voor het eerst het concept van complementariteit. De essentie is, dat atomaire systemen echter op een onderling tegenstrijdige manier kunnen worden gedefinieerd – als golven en als deeltjes – beide kenmerken zijn nodig voor een uitgebreide beschrijving van verschijnselen. Bohr was geïntrigeerd door de filosofische implicaties van dit concept, uiteindelijk kwam hij tot een conclusie, dat het complementariteitsbeginsel verband houdt met het probleem van de vrije wil en de basisprocessen van het leven. Misschien was dit een belangrijker uitvloeisel van dit principe, die kwantumtheorie werd gebruikt om de natuur uitputtend te beschrijven, welke latere ontdekkingen niet veranderden. Er zit geen 'diepere' realiteit achter kwantummetingen, en hoewel dit concept later vaak van allerlei kanten werd aangevallen, het bleef de basis van de ‘geest van Kopenhagen’ – ondanks verschillende mentale experimenten, overwegingen over de "geest van God" en de theorie van meerdere universums. De leer van complementariteit werd nooit volledig erkend door Albert Einstein, ani Max Planck, noch veel andere natuurkundigen, maar toch blijft het tot op de dag van vandaag de basis van de fysica.

In de jaren dertig raakte Bohr betrokken bij de kernfysica. Inch 1934 R. stelde een druppelmodel van de atoomkern voor, wat erg behulpzaam bleek te zijn bij het begrijpen van het fenomeen kernsplijting. Inch 1936 R. formuleerde de theorie van de atoomkern, die als basis diende voor verder nucleair onderzoek in het volgende decennium. Volgens de theorie van Bohr zijn neutronen en protonen die dicht opeengepakt zijn in een atoomkern, gebonden door een sterke interactie, wat de wederzijdse afstoting van protonen compenseert, met dezelfde elektrische lading. Toegegeven, het was duidelijk, dat de onbalans van de kern gepaard zou gaan met het vrijkomen van energie, maar het was verre van natuurkundigen om alle gevolgen van dit proces te begrijpen.

Na het uitbreken van de Tweede Wereldoorlog bleef Bohr aanvankelijk in Denemarken, die de Duitsers innamen 1940 R. Door zijn functie slaagde hij erin veel van zijn collega's te redden van vervolging, hij weigerde echter samen te werken met de Duitsers. Inch 1943 R. Er deden geruchten de ronde over de aanstaande gevangenschap van Bohr. De geleerde en zijn gezin vluchtten toen naar Zweden, en vervolgens naar Engeland, toen bevond hij zich in de Verenigde Staten. Hij sloot zich al snel aan bij het team dat aan het Manhattan-project werkte. Om veiligheidsredenen kreeg hij de bijnaam Uncle Nick (Oom Nick). Bohr's deelname aan het project was meer symbolisch dan echt. Bohr was tegen het laten vallen van de atoombom. Tijdens de oorlog ontmoette hij Roosevelt en Churchill, die zijn aanbod afwees, om de Sovjet-Unie te informeren over nucleair onderzoek om een ​​nucleaire wapenwedloop te voorkomen.

Na zijn terugkeer in Denemarken werkte Bohr actief tot het einde van zijn leven. Hij ging met pensioen van de universiteit in 1955 R. Als wetenschapper was hij betrokken bij de strijd tegen kernwapens; hij schreef onder meer in 1950 R. de beroemde "open brief" aan de Verenigde Naties. Hij heeft vele onderscheidingen ontvangen, waaronder de "Atom for Peace" -prijs van 1957 R. Hij ondersteunde actief internationale samenwerking op het gebied van fysica en droeg bij tot de oprichting van het European Nuclear Research Centre (CERN) in Genève. 17 November 1962 R. gaf het laatste interview over de geschiedenis van de kwantumtheorie. Volgende dag, tijdens haar gebruikelijke dutje na het eten, hij stierf aan een hartaanval. Hij werd begraven in het familiegraf in Kopenhagen.

Bohr werd algemeen erkend, sommige uitspraken maken het gemakkelijk te begrijpen, hoe groot was het belang ervan. Dit is hoe Victor Weisskopf de sfeer in Bohr's "Copenhagen school" omschreef: 'We hebben hem gezien, de beste van onze collega's, hoe hij werkte, hij was aan het praten, Hij was in leven. Hij was zoals de meeste jonge mensen – optimistisch, vrolijk, enthousiast, het aanvallen van de diepste mysteries van de natuur zonder gebonden te zijn door conventionele banden, met een gevoel van vreugde, wat moeilijk te omschrijven is ". Wat de stijl ook is, als een uiting van aanbidding, De opmerkingen van Weisskopf zijn correct. Abraham Pais was het met hen eens, wie schreef: “Bohr speelde een belangrijke rol bij het verklaren van de veranderingen in de filosofische leerstellingen van de fysica, nodig om kwantumverschijnselen te begrijpen ". Richard Rhodes zei het eenvoudiger: "Bohr's bijdrage aan de fysica van de twintigste eeuw. tweede alleen na de prestaties van Einstein ".