Niels Bohr është një fizikan dhe figurë publike daneze, një nga themeluesit e fizikës moderne. Ai ishte themeluesi dhe drejtuesi i Institutit të Fizikës Teorike të Kopenhagës, themeluesi i shkollës shkencore botërore, si dhe një anëtar i huaj i Akademisë së Shkencave të BRSS. Ky artikull do të shqyrtojë historinë e jetës së Niels Bohr dhe arritjet e tij kryesore.
Merita
Fizikani danez Bohr Niels themeloi teorinë e atomit, e cila bazohet në modelin planetar të atomit, konceptet kuantike dhe postulatet e propozuara nga ai personalisht. Përveç kësaj, Bohr mbahet mend për punën e tij të rëndësishme në teorinë e bërthamës atomike, reaksionet bërthamore dhe metalet. Ai ishte një nga pjesëmarrësit në krijimin e mekanikës kuantike. Përveç zhvillimeve në fushën e fizikës, Bohr zotëron një sërë veprash mbi filozofinë dhe shkencën e natyrës. Shkencëtari luftoi në mënyrë aktive kundër kërcënimit atomik. Më 1922 iu dha çmimi Nobel.
Fëmijëri
Shkencëtari i ardhshëm Niels Bohr lindi në Kopenhagë më 7 tetor 1885. Babai i tij, Christian, ishte profesor i fiziologjisë në një universitet lokal dhe nëna e tij, Ellen, vinte nga një familje e pasur hebreje. Niels kishte një vëlla më të vogël, Harald. Prindërit u përpoqën ta bënin fëmijërinë e djemve të tyre të lumtur dhe plot ngjarje. pozitivendikimi i familjes, dhe në veçanti i nënës, luajti një rol të madh në zhvillimin e cilësive të tyre shpirtërore.
Arsim
Bohr mori arsimin fillor në Shkollën Gammelholm. Gjatë viteve të shkollës, ai ishte i dhënë pas futbollit, dhe më vonë - skijimit dhe lundrimit. Në moshën njëzet e tre vjeç, Bohr u diplomua në Universitetin e Kopenhagës, ku u konsiderua si një fizikant kërkimor me talent të jashtëzakonshëm. Për projektin e tij të diplomimit mbi përcaktimin e tensionit sipërfaqësor të ujit duke përdorur dridhjet e një rryme uji, Niels iu dha një medalje ari nga Akademia Mbretërore Daneze e Shkencave. Pasi mori arsimin e tij, fizikani aspirues Bor Niels mbeti për të punuar në universitet. Atje ai kreu një sërë studimesh të rëndësishme. Njëri prej tyre iu kushtua teorisë klasike elektronike të metaleve dhe formoi bazën e disertacionit të doktoraturës së Bohr-it.
Të menduarit jashtë kutisë
Një ditë, presidentit të Akademisë Mbretërore, Ernest Rutherford, iu kërkua ndihmë nga një koleg nga Universiteti i Kopenhagës. Ky i fundit synonte t’i jepte nxënësit notën më të ulët, kur mendonte se e meritonte notën “shkëlqyeshme”. Të dyja palët në mosmarrëveshje ranë dakord të mbështeteshin në mendimin e një pale të tretë, një arbitri të caktuar, i cili u bë Rutherford. Sipas pyetjes së provimit, studenti duhej të shpjegonte se si mund të përdoret një barometër për të përcaktuar lartësinë e një ndërtese.
Nxënësi u përgjigj se për këtë ju duhet të lidhni një barometër në një litar të gjatë, të ngjiteni me të në çatinë e ndërtesës, ta ulni në tokë dhe të matni gjatësinë e litarit që ka zbritur. Nga njëra anë, përgjigja ishteabsolutisht e vërtetë dhe e plotë, por nga ana tjetër, kishte pak të përbashkëta me fizikën. Pastaj Radhërfordi sugjeroi që studenti të përpiqej përsëri të përgjigjej. Ai i dha atij gjashtë minuta dhe paralajmëroi se përgjigja duhet të ilustrojë një kuptim të ligjeve fizike. Pesë minuta më vonë, pasi dëgjoi nga studenti se po zgjidhte më të mirën nga disa zgjidhje, Rutherford i kërkoi të përgjigjej përpara afatit. Kësaj radhe nxënësi i sugjeroi që të ngjiteshin në çati me një barometër, ta hidhnin poshtë, të masin kohën e rënies dhe me një formulë të veçantë të zbulonin lartësinë. Kjo përgjigje e kënaqi mësuesin, por ai dhe Radhërfordi nuk mund t'ia mohonin vetes kënaqësinë e dëgjimit të versioneve të tjera të studentit.
Metoda tjetër bazohej në matjen e lartësisë së hijes së barometrit dhe lartësisë së hijes së ndërtesës, dhe më pas zgjidhjes së proporcionit. Rutherford-it i pëlqeu ky opsion dhe ai me entuziazëm i kërkoi studentit të nënvizonte metodat e mbetura. Pastaj studenti i ofroi atij opsionin më të thjeshtë. Thjesht duhet të vendosni barometrin në murin e ndërtesës dhe të bëni shenja, dhe më pas të numëroni numrin e shenjave dhe t'i shumëzoni ato me gjatësinë e barometrit. Studenti besonte se një përgjigje kaq e qartë nuk duhet të anashkalohej.
Për të mos u konsideruar shakatar në sytë e shkencëtarëve, studenti sugjeroi opsionin më të sofistikuar. Duke lidhur një fije në barometrin, tha ai, ju duhet ta rrotulloni atë në bazën e ndërtesës dhe në çatinë e saj, duke matur madhësinë e gravitetit. Nga ndryshimi midis të dhënave të marra, nëse dëshironi, mund të zbuloni lartësinë. Përveç kësaj, duke lëkundur një lavjerrës në një varg nga çatia e një ndërtese, mund të përcaktohet lartësia nga periudha e precesionit.
Më në fund, një studentofroi të gjente menaxherin e ndërtesës dhe, në këmbim të një barometri të mrekullueshëm, të zbulonte lartësinë prej tij. Rutherford pyeti nëse studenti me të vërtetë nuk e dinte zgjidhjen e pranuar përgjithësisht të problemit. Ai nuk e fshehu atë që dinte, por pranoi se ishte ngopur me imponimin e mënyrës së tij të të menduarit nga mësuesit ndaj studentëve, në shkollë dhe fakultet, dhe refuzimin e tyre ndaj zgjidhjeve jo standarde. Siç e keni marrë me mend, ai student ishte Niels Bohr.
Lëvizja në Angli
Pasi punoi në universitet për tre vjet, Bohr u transferua në Angli. Vitin e parë ai punoi në Kembrixh me Joseph Thomson, më pas u transferua te Ernest Rutherford në Mançester. Laboratori i Radhërfordit në atë kohë konsiderohej më i shquari. Kohët e fundit, në të u kryen eksperimente që shkaktuan zbulimin e modelit planetar të atomit. Më saktësisht, modeli ishte atëherë ende në fillimet e tij.
Eksperimentet mbi kalimin e grimcave alfa nëpër fletë metalike i lejuan Rutherfordit të kuptonte se në qendër të atomit ka një bërthamë të vogël të ngarkuar, e cila përbën pothuajse të gjithë masën e atomit, dhe elektronet e lehta ndodhen përreth. atë. Meqenëse atomi është elektrikisht neutral, shuma e ngarkesave të elektroneve duhet të jetë e barabartë me modulin e ngarkesës së bërthamës. Përfundimi se ngarkesa e bërthamës është një shumëfish i ngarkesës së elektronit ishte qendror për këtë studim, por deri më tani mbeti i paqartë. Në vend të kësaj, janë identifikuar izotopet – substanca që kanë të njëjtat veti kimike, por masa të ndryshme atomike.
Numri atomik i elementeve. Ligji i zhvendosjes
Duke punuar në laboratorin e Rutherford, Bohr kuptoi se vetitë kimike varen nga numrielektronet në një atom, domethënë nga ngarkesa e tij, jo masa, gjë që shpjegon ekzistencën e izotopeve. Kjo ishte arritja e parë e madhe e Bohr-it në këtë laborator. Meqenëse grimca alfa ngjitet në një bërthamë heliumi me ngarkesë +2, gjatë kalbjes alfa (grimca fluturon jashtë bërthamës), elementi "fëmijë" në tabelën periodike duhet të vendoset dy qeliza në të majtë sesa " nënë”, dhe gjatë zbërthimit beta (elektroni fluturon nga bërthama) - një qelizë në të djathtë. Kështu u formua "ligji i zhvendosjeve radioaktive". Më tej, fizikani danez bëri një numër zbulimesh më të rëndësishme që kishin të bënin me vetë modelin e atomit.
Modeli Rutherford-Bohr
Ky model quhet edhe planetar, sepse në të elektronet rrotullohen rreth bërthamës, ashtu si planetët rreth Diellit. Ky model kishte një sërë problemesh. Fakti është se atomi në të ishte katastrofikisht i paqëndrueshëm dhe humbi energjinë në njëqind miliontën e sekondës. Në realitet, kjo nuk ndodhi. Problemi që u ngrit dukej i pazgjidhshëm dhe kërkonte një qasje rrënjësisht të re. Këtu e dëshmoi veten fizikani danez Bor Niels.
Bohr sugjeroi që, në kundërshtim me ligjet e elektrodinamikës dhe mekanikës, ekzistojnë orbita në atome, që lëvizin përgjatë të cilave elektronet nuk rrezatojnë. Një orbitë është e qëndrueshme nëse momenti këndor i një elektroni të vendosur në të është i barabartë me gjysmën e konstantës së Planck-ut. Rrezatimi ndodh, por vetëm në momentin e kalimit të një elektroni nga një orbitë në tjetrën. E gjithë energjia që lirohet në këtë rast bartet nga kuanti i rrezatimit. Një kuant i tillë ka një energji të barabartë me produktin e frekuencës së rrotullimit dhe konstantës së Plankut, ose ndryshimin midis fillestarit dheenergjia përfundimtare e elektronit. Kështu, Bohr kombinoi punën e Rutherford dhe idenë e kuanteve, e cila u propozua nga Max Planck në 1900. Një bashkim i tillë binte ndesh me të gjitha dispozitat e teorisë tradicionale, dhe në të njëjtën kohë, nuk e hodhi poshtë plotësisht atë. Elektroni konsiderohej si një pikë materiale që lëviz sipas ligjeve klasike të mekanikës, por "lejohen" vetëm ato orbita që plotësojnë "kushtet e kuantizimit". Në orbita të tilla, energjitë e një elektroni janë në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorët e numrave të orbitës.
Rrjedhja nga "rregulli i frekuencës"
Bazuar në "rregullin e frekuencave", Bohr arriti në përfundimin se frekuencat e rrezatimit janë proporcionale me diferencën midis katrorëve të kundërt të numrave të plotë. Më parë, ky model u krijua nga spektroskopistët, por nuk gjeti një shpjegim teorik. Teoria e Niels Bohr bëri të mundur shpjegimin e spektrit jo vetëm të hidrogjenit (më i thjeshti i atomeve), por edhe të heliumit, duke përfshirë atë të jonizuar. Shkencëtari ilustroi ndikimin e lëvizjes së bërthamës dhe parashikoi se si mbushen predha elektronike, gjë që bëri të mundur zbulimin e natyrës fizike të periodicitetit të elementeve në sistemin Mendeleev. Për këto zhvillime, Bohr-it iu dha çmimi Nobel në vitin 1922.
Instituti Bohr
Pas përfundimit të punës së Radhërfordit, fizikani tashmë i njohur Bohr Niels u kthye në atdheun e tij, ku u ftua në vitin 1916 si profesor në Universitetin e Kopenhagës. Dy vjet më vonë, ai u bë anëtar i Shoqërisë Mbretërore Daneze (në 1939, shkencëtari e drejtoi atë).
Në vitin 1920, Bohr themeloi Institutin për Teorikfizikës dhe u bë udhëheqësi i saj. Autoritetet e Kopenhagës, në njohje të meritave të fizikanit, i siguruan atij ndërtimin e "Shtëpisë së Birrës" historike për institutin. Instituti përmbushi të gjitha pritjet, duke luajtur një rol të jashtëzakonshëm në zhvillimin e fizikës kuantike. Vlen të përmendet se cilësitë personale të Bohr luajtën një rol vendimtar në këtë. Ai u rrethua me punonjës dhe studentë të talentuar, kufijtë mes të cilëve shpesh ishin të padukshëm. Instituti Bohr ishte ndërkombëtar, njerëzit u përpoqën të binin në të nga kudo. Ndër njerëzit e njohur të shkollës Bohr janë: F. Bloch, W. Weisskopf, H. Casimir, O. Bora, L. Landau, J. Wheeler dhe shumë të tjerë.
Shkencëtari gjerman Werne Heisenberg vizitoi Bohr-in më shumë se një herë. Në kohën kur po krijohej "parimi i pasigurisë", Erwin Schrödinger, i cili ishte një mbështetës i këndvështrimit të pastër të valës, diskutoi me Bohr-in. Themeli i një fizike cilësore të re të shekullit të njëzetë u formua në ish-Shtëpinë e Birrës, një nga figurat kryesore në të cilën ishte Niels Bohr.
Modeli i atomit i propozuar nga shkencëtari danez dhe mentori i tij Rutherford ishte i paqëndrueshëm. Ai bashkoi postulatet e teorisë klasike dhe hipotezat që e kundërshtonin qartë atë. Për të eliminuar këto kontradikta, ishte e nevojshme të rishikoheshin rrënjësisht dispozitat kryesore të teorisë. Meritat e drejtpërdrejta të Bohr-it, autoriteti i tij në qarqet shkencore dhe thjesht ndikimi personal luajtën një rol të rëndësishëm në këtë drejtim. Puna e Niels Bohr tregoi se për të marrë një pamje fizike të mikrobotës, qasja që përdoret me sukses për "botën e gjërave të mëdha" nuk është e përshtatshme dhe u bënjë nga themeluesit e kësaj qasjeje. Shkencëtari prezantoi koncepte të tilla si "ndikimi i pakontrolluar i procedurave matëse" dhe "sasi shtesë".
Teoria kuantike e Kopenhagës
Interpretimi probabilistik (i njohur ndryshe si Kopenhagen) i teorisë kuantike, si dhe studimi i shumë "paradokseve" të saj, lidhet me emrin e shkencëtarit danez. Një rol të rëndësishëm këtu luajti diskutimi i Bohr-it me Albert Einstein, të cilit nuk i pëlqente fizika kuantike e Bohr-it në një interpretim probabilist. "Parimi i korrespondencës", i formuluar nga shkencëtari danez, luajti një rol të rëndësishëm në të kuptuarit e modeleve të mikrokozmosit dhe ndërveprimin e tyre me fizikën klasike (jo kuantike).
Tema bërthamore
Duke filluar të studionte fizikën bërthamore nën Rutherford, Bohr i kushtoi shumë vëmendje temave bërthamore. Në vitin 1936, ai propozoi teorinë e bërthamës së përbërë, e cila shpejt krijoi modelin e rënies, i cili luajti një rol të rëndësishëm në studimin e ndarjes bërthamore. Në veçanti, Bohr parashikoi ndarjen spontane të bërthamave të uraniumit.
Kur nazistët pushtuan Danimarkën, shkencëtari u dërgua fshehurazi në Angli, dhe më pas në Amerikë, ku, së bashku me djalin e tij Oge, ai punoi në Projektin Manhattan në Los Alamos. Në vitet e pasluftës, Bohr i kushtoi shumë kohë çështjeve të kontrollit mbi armët bërthamore dhe përdorimit paqësor të atomeve. Ai mori pjesë në krijimin e qendrës për kërkime bërthamore në Evropë dhe madje i ktheu idetë e tij në OKB. Bazuar në faktin se Bohr nuk refuzoi të diskutonte disa aspekte të "projektit bërthamor" me fizikantët sovjetikë, ai e konsideroi atë të rrezikshëm.posedim monopol i armëve bërthamore.
Fusha të tjera njohurish
Përveç kësaj, Niels Bohr, biografia e të cilit po i vjen fundi, ishte gjithashtu i interesuar për çështje që lidhen me fizikën, në veçanti biologjinë. Ai ishte gjithashtu i interesuar në filozofinë e shkencës natyrore.
Një shkencëtar i shquar danez vdiq nga një atak në zemër më 18 tetor 1962 në Kopenhagë.
Përfundim
Niels Bohr, zbulimet e të cilit sigurisht ndryshuan fizikën, gëzonte autoritet të madh shkencor dhe moral. Komunikimi me të, madje i shkurtër, la përshtypje të pashlyeshme te bashkëbiseduesit. Fjalimi dhe shkrimi i Bohr-it treguan se ai i zgjodhi me kujdes fjalët e tij për të ilustruar sa më saktë mendimet e tij. Fizikani rus Vitaly Ginzburg e quajti Bohr-in tepër delikat dhe të mençur.
