Niels Bohr Biografi dan Sumbangan



Niels Bohr (1885-1962) adalah ahli fizik Denmark yang memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 1922, kerana penyelidikannya berkaitan dengan struktur atom dan tahap radiasi mereka. Dibesarkan dan dididik di tanah Eropah, di universiti-universiti Inggeris yang paling berprestij, Bohr juga seorang penyelidik terkenal dan penasaran falsafah.

Beliau bekerja bersama ahli sains terkenal dan Pemenang Hadiah Nobel, seperti J.J. Thompson dan Ernest Rutherford, yang menggalakkannya untuk meneruskan penyelidikannya di kawasan atom.

Kepentingan Bohr dalam struktur atom menyebabkannya bergerak di antara universiti untuk mencari salah satu yang memberinya ruang untuk mengembangkan penyelidikannya di bawah istilahnya sendiri.

Niels Bohr bermula dari penemuan yang dibuat oleh Rutherford untuk terus membangunkannya sehingga dia dapat mencetak jejak mereka sendiri.

Bohr mempunyai keluarga lebih daripada enam orang anak, adalah tutor yang terkenal saintifik seperti Werner Heisenberg dan presiden Akademi Sains Diraja Denmark, serta ahli akademik saintifik lain di seluruh dunia.

Indeks

  • 1 Biografi
    • 1.1 Pengajian
    • 1.2 Hubungan dengan Ernest Rutherford
    • 1.3 Institut Fizik Teoritis Nordik
    • 1.4 Sekolah Copenhagen
    • 1.5 Perang Dunia II
    • 1.6 Kembali pulang dan mati
  • 2 Sumbangan dan penemuan oleh Niels Bohr
    • 2.1 Model dan struktur atom
    • 2.2 Konsep kuantum di peringkat atom
    • 2.3 Penemuan teorem Bohr-van Leeuwen
    • 2.4 Prinsip pelengkap
    • 2.5 Tafsiran Copenhagen
    • 2.6 Struktur jadual berkala
    • 2.7 Reaksi nuklear
    • 2.8 Penjelasan pembelahan nuklear
  • 3 Rujukan

Biografi

Niels Bohr dilahirkan pada 7 Oktober 1885 di Copenhagen, ibukota Denmark. Bapa Niels dinamakan Kristian dan seorang profesor fisiologi di Universiti Copenhagen.

Sebaliknya, ibu Niels ialah Ellen Adler, yang keluarganya secara ekonomi istimewa, mempunyai pengaruh dalam persekitaran perbankan Denmark. Keadaan keluarga Niels membenarkannya mendapat akses kepada pendidikan yang dianggap istimewa pada masa itu.

Kajian

Niels Bohr berminat dalam bidang fizik, dan belajar di Universiti Copenhagen, dari mana dia memperoleh ijazah sarjana dalam bidang fizik pada tahun 1911. Beliau kemudiannya mengembara ke England, di mana beliau belajar di Makmal Cavendish di Universiti Cambridge.

Motivasi utama untuk belajar di sana adalah untuk menerima didikan Joseph John Thomson, asal Bahasa Inggeris ahli kimia yang menerima Hadiah Nobel pada tahun 1906 untuk penemuan elektron, khusus oleh kajian yang dibuat tentang berpindah elektrik melalui gas.

Tujuan Bohr adalah untuk menterjemahkan tesis doktornya ke dalam bahasa Inggeris, yang berkaitan dengan kajian elektron. Walau bagaimanapun, Thomson tidak menunjukkan minat sebenar dalam Bohr, sebab itulah mereka memutuskan untuk meninggalkan dan mengarahkannya ke University of Manchester.

Hubungan dengan Ernest Rutherford

Semasa di University of Manchester, Niels Bohr berpeluang berkongsi dengan ahli fizik dan kimia British Ernest Rutherford. Beliau juga telah menjadi pembantu Thomson dan seterusnya memenangi Hadiah Nobel. Bohr banyak belajar dari tangan Rutherford, terutama dalam bidang radioaktif dan model atom.

Dengan peredaran masa, kolaborasi antara kedua saintis semakin berkembang dan bon mesra mereka berkembang. Salah satu peristiwa di mana kedua saintis berinteraksi dalam medan eksperimen adalah berkaitan dengan model atom yang dicadangkan oleh Rutherford.

Model ini adalah benar dalam bidang konseptual, tetapi tidak mungkin untuk membayangkannya dengan membingkaikannya dalam undang-undang fizik klasik. Memandangkan ini, Bohr berani mengatakan bahawa sebabnya adalah bahawa dinamik atom tidak tertakluk kepada undang-undang fizik klasik.

Fizik Teoretikal Institut Nordik

Niels Bohr dianggap seorang pemalu dan introvert, namun satu siri esei yang diterbitkan pada tahun 1913 mendapat pengiktirafan luas di bidang saintifik, yang menjadikannya tokoh awam yang diiktiraf. Esei ini berkaitan dengan konsepnya tentang struktur atom.

Pada tahun 1916 Bohr mengembara ke Copenhagen dan di sana, di kampung halamannya, dia mula memberi kelas dalam fizik teori di University of Copenhagen, tempat belajar di mana dia dibentuk.

Berada di kedudukan itu dan terima kasih kepada kemasyhuran yang telah diperoleh sebelumnya, Bohr memperoleh wang yang mencukupi yang diperlukan untuk mencipta pada tahun 1920 Institut Fizik Teoretika Nordik.

Fizik Denmark mengetuai institut ini dari 1921 hingga 1962, tahun di mana dia meninggal dunia. Kemudian, institut ini menukar namanya dan dinamakan Institut Niels Bohr, sebagai penghormatan kepada pengasasnya. 

Tidak lama lagi, institut ini menjadi rujukan dari segi penemuan yang paling penting yang dibuat pada masa yang berkaitan dengan atom dan penyesuaiannya.

Dalam masa yang singkat, Fizik Institut Fizik Teoritis adalah setanding dengan universiti lain dengan lebih banyak tradisi di kawasan itu, seperti universiti Jerman Göttingen dan Munich.

Sekolah Copenhagen

1920-an adalah sangat penting bagi Niels Bohr, kerana selama bertahun-tahun ia mengeluarkan dua prinsip asas teorinya: prinsip surat-menyurat, yang dikeluarkan pada tahun 1923, dan prinsip pelengkap, ditambah pada tahun 1928.

Prinsip yang disebutkan di atas adalah asas di mana Sekolah Mekanik Kuantum Copenhagen, juga dikenali sebagai Interpretasi Copenhagen, mula terbentuk..

Sekolah ini menemui ahli sains yang hebat seperti Albert Einstein yang sama, selepas pembangkang sebelum eksposisi yang beragam, akhirnya mengiktiraf Niels Bohr seperti salah seorang penyiasat saintifik terbaik pada masa itu.

Sebaliknya, pada tahun 1922 beliau menerima Hadiah Nobel dalam Fizik untuk restructures mereka yang berkaitan dengan eksperimen atom, dan pada tahun yang sama dilahirkan hanya anaknya, Aage Niels Bohr, yang akhirnya dilatih di Institut Niels pengerusi. Kemudian beliau menjadi pengarah dan juga pada tahun 1975 menerima Hadiah Nobel dalam Fizik.

Semasa 30-an Bohr menetap di Amerika Syarikat dan memberi tumpuan kepada penyebaran bidang pembelahan nuklear. Dalam konteks ini, Bohr menentukan ciri fisil plutonium.

Pada penghujung dekad itu, pada tahun 1939, Bohr kembali ke Copenhagen dan menerima pelantikan presiden Akademi Sains Diraja Denmark.

Perang Dunia Kedua

Pada tahun 1940 Niels Bohr berada di Copenhagen dan, akibat Perang Dunia II, tiga tahun kemudian dia terpaksa melarikan diri ke Sweden bersama keluarganya, kerana Bohr mempunyai asal-usul Yahudi.

Dari Sweden, Bohr pergi ke Amerika Syarikat. Di sana dia menetap dan menyertai pasukan kerjasama Projek Manhattan, yang menghasilkan bom atom pertama. Projek ini dijalankan di makmal yang lokasinya adalah Los Alamos, di New Mexico, dan semasa penyertaannya dalam projek ini Bohr menukar namanya kepada Nicholas Baker.

Kembali ke rumah dan mati

Pada akhir Perang Dunia II, Bohr kembali ke Copenhagen, di mana dia berdiri semula sebagai Pengarah Institut Nordic untuk Fizik Teori dan sentiasa menyokong penggunaan tenaga atom untuk tujuan berguna, sentiasa mencari kecekapan dalam proses yang berbeza.

Kecenderungan ini adalah kerana Bohr sedar akan kerosakan besar yang mungkin disebabkan oleh apa yang ditemuinya, dan pada masa yang sama ia tahu bahawa terdapat penggunaan yang lebih konstruktif untuk jenis tenaga yang berkuasa ini. Kemudian, sejak tahun 1950-an, Niels Bohr menumpukan dirinya untuk memberi kuliah yang memberi tumpuan kepada penggunaan tenaga atom yang aman.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, Bohr tidak melepaskan magnitud tenaga atom, jadi sebagai tambahan untuk menyokong penggunaannya yang tepat, beliau juga menetapkan bahawa ia adalah kerajaan yang mesti memastikan bahawa tenaga ini tidak digunakan dalam cara yang merosakkan.

Pandangan ini dibentangkan pada tahun 1951, dalam manifesto yang ditandatangani oleh lebih dari seratus penyelidik dan saintis terkenal pada waktu itu.

Hasil daripada tindakan ini, dan kerja-kerja sebelum ke arah penggunaan damai tenaga atom, pada tahun 1957 Yayasan Ford dianugerahkan Atoms untuk Anugerah Keamanan, yang diberikan kepada individu yang ingin menggalakkan penggunaan tenaga positif ini.

Niels Bohr meninggal pada 18 November 1962, di Copenhagen, kampung halamannya, pada usia 77 tahun.

Sumbangan dan penemuan Niels Bohr

Model dan struktur atom

Model atom Niels Bohr dianggap salah satu sumbangan terbesarnya kepada dunia fizik dan sains secara amnya. Dia adalah yang pertama mempamerkan atom sebagai nukleus yang positif dan dikelilingi oleh elektron yang mengorbit.

Bohr berjaya menemui mekanisme fungsi dalaman sebuah atom: elektron dapat mengorbit secara bebas di sekeliling nukleus. Bilangan elektron yang hadir di orbit luar nukleus menentukan sifat unsur fizikal.

Untuk mendapatkan model atom ini, Bohr mengaplikasikan teori kuantum Max Planck kepada model atom yang dibangunkan oleh Rutherford, memperoleh hasil model yang menghasilkannya Hadiah Nobel. Bohr menyampaikan struktur atom sebagai sistem solar kecil.

Konsep kuantum di peringkat atom

Apa yang menyebabkan model atom Bohr dianggap revolusioner ialah kaedah yang digunakan untuk mencapainya: penerapan teori fizik kuantum dan hubungannya dengan fenomena atom.

Dengan aplikasi ini, Bohr dapat menentukan pergerakan elektron di sekeliling nukleus atom, serta perubahan sifatnya.

Dengan cara yang sama, melalui konsep-konsep ini, dia dapat memperoleh tanggapan tentang bagaimana masalah mampu menyerap dan memancarkan cahaya dari struktur dalamannya yang paling tidak dapat dilihat..

Penemuan teorem Bohr-van Leeuwen

Teorem Bohr-van Leeuwen adalah teorem yang digunakan untuk bidang mekanik. Pertama yang dikerjakan oleh Bohr pada tahun 1911 dan kemudian ditambah oleh van Leeuwen, penerapan teorem ini berjaya membezakan skop fisika klasik dari fizik kuantum.

Teorema menyatakan bahawa magnetisasi yang terhasil daripada penggunaan mekanik klasik dan mekanik statistik akan sentiasa menjadi sifar. Bohr dan van Leeuwen berjaya melihat konsep-konsep tertentu yang hanya dapat dibangunkan melalui fizik kuantum.

Hari ini teorem kedua-dua saintis berjaya diterapkan di bidang seperti fizik plasma, elektromekanik dan kejuruteraan elektrik.

Prinsip pelengkap

Dalam mekanik kuantum, prinsip kesesuaian yang dirumuskan oleh Bohr, yang mewakili pendekatan teori dan mengakibatkan pada masa yang sama, berpendapat bahawa objek yang dikenakan proses kuantum mempunyai atribusi pelengkap yang tidak dapat diperhatikan atau disegerakan secara serentak..

Prinsip kesesuaian ini lahir dari postulat lain yang dikembangkan oleh Bohr: tafsiran Kopenhagen; asas untuk penyiasatan mekanik kuantum.

Tafsiran Copenhagen

Dengan bantuan saintis Max Born dan Werner Heisenberg, Niels Bohr mengembangkan interpretasi mekanik kuantum ini, yang membenarkan penjelasan beberapa unsur yang membuat proses mekanikal mungkin, serta perbezaannya. Dirumuskan pada tahun 1927, ia dianggap sebagai tafsiran tradisional.

Menurut penafsiran Copenhagen, sistem fizikal tidak mempunyai ciri-ciri yang telah ditentukan sebelum dikenakan pengukuran, dan mekanika kuantum hanya dapat meramalkan kebarangkalian yang mana pengukuran yang dibuat akan menghasilkan hasil tertentu.

Struktur jadual berkala

Dari tafsirannya tentang model atom, Bohr mampu menyusun struktur dengan cara yang lebih terperinci, unsur-unsur jadual berkala yang ada pada masa itu.

Dia dapat mengesahkan bahawa sifat-sifat kimia dan kapasiti ikatan suatu unsur berkait rapat dengan beban valensinya.

Kerja-kerja Bohr yang diterapkan pada jadual berkala memberi kesan kepada perkembangan bidang kimia baru: kimia kuantum.

Dengan cara yang sama, elemen yang dikenali sebagai Boro (Bohrium, Bh), mendapat namanya sebagai penghormatan dari Niels Bohr.

Tindak balas nuklear

Melalui model yang dicadangkan, Bohr dapat mencadangkan dan menubuhkan mekanisme tindak balas nuklear dari proses dua peringkat.

Dengan membombardir zarah tenaga rendah, teras kestabilan rendah yang baru terbentuk yang akhirnya akan memancarkan sinar gamma, sementara integritinya mereput.

Penemuan Bohr ini dianggap kunci dalam bidang saintifik untuk masa yang lama, sehingga ia berfungsi dan bertambah baik, beberapa tahun kemudian, oleh salah seorang anaknya, Aage Bohr.

Penjelasan pembelahan nuklear

Pembelahan nuklear adalah proses reaksi nuklear yang nukleus atom mula dibahagikan kepada bahagian yang lebih kecil.

Proses ini mampu menghasilkan sejumlah besar proton dan foton, melepaskan tenaga pada masa yang sama dan sentiasa.

Niels Bohr membangunkan model yang membolehkan menjelaskan proses pembelahan nuklear beberapa elemen. Model ini terdiri daripada pemerhatian setetes cecair yang akan mewakili struktur nukleus.

Dengan cara yang sama bahawa struktur integral dari suatu drop boleh dipisahkan ke dalam dua bahagian yang sama, Bohr berjaya menunjukkan bahawa perkara yang sama boleh berlaku dengan nukleus atom, yang dapat menghasilkan proses baru pembentukan atau kemerosotan pada tahap atom..

Rujukan

  1. Bohr, N. (1955). Manusia dan sains fizikal. Theoria: Jurnal Antarabangsa untuk Teori, Sejarah dan Asas Sains, 3-8.
  2. Lozada, R. S. (2008). Niels Bohr. Akta Universiti, 36-39.
  3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Fakta. Diperolehi daripada Nobelprize.org: nobelprize.org
  4. Savoie, B. (2014). Satu bukti ketat teorem Bohr-van Leeuwen dalam had semikolik. RMP, 50.
  5. The Editors of Encyclopædia Britannica. (17 November 2016). Model kompaun-nukleus. Diperolehi daripada Encyclopedia Britannica: britannica.com.