ประวัติและผลงานของ Niels Bohr

Niels Bohr (1885-1962) เป็นนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1922 สำหรับการวิจัยของเขาที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของอะตอมและระดับรังสีของพวกเขา ยกขึ้นและได้รับการศึกษาในดินแดนยุโรปในมหาวิทยาลัยภาษาอังกฤษที่มีชื่อเสียงที่สุด Bohr ยังเป็นนักวิจัยที่มีชื่อเสียงและมีความอยากรู้อยากเห็นเกี่ยวกับปรัชญา.

เขาทำงานร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงคนอื่น ๆ และผู้ได้รับรางวัลโนเบลเช่น J.J. ทอมป์สันและเออร์เนสต์รัทเธอร์ฟอร์ดผู้สนับสนุนให้เขาทำการวิจัยในพื้นที่ปรมาณู.

ความสนใจของ Bohr ในโครงสร้างอะตอมทำให้เขาย้ายไปมาระหว่างมหาวิทยาลัยเพื่อหาที่ทำให้เขามีพื้นที่ในการพัฒนางานวิจัยของเขาภายใต้เงื่อนไขของเขาเอง.

Niels Bohr เริ่มต้นจากการค้นพบของรัทเธอร์ฟอร์ดเพื่อพัฒนาพวกเขาต่อไปจนกว่าเขาจะพิมพ์สำนักพิมพ์ของตนเอง.

Bohr มามีครอบครัวที่มีลูกมากกว่าหกคนเป็นผู้ปกครองผู้มีชื่อเสียงทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ เช่น Werner Heisenberg และประธานของ Royal Danish Academy of Sciences รวมถึงสมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ทั่วโลก.

ดัชนี

• 1 ชีวประวัติ
  • 1.1 การศึกษา
  • 1.2 ความสัมพันธ์กับ Ernest Rutherford
  • 1.3 สถาบันฟิสิกส์ทฤษฎีแห่งนอร์ดิก
  • 1.4 โรงเรียนโคเปนเฮเกน
  • 1.5 สงครามโลกครั้งที่สอง
  • 1.6 กลับบ้านและตาย
• 2 การมีส่วนร่วมและการค้นพบโดย Niels Bohr
  • 2.1 แบบจำลองและโครงสร้างของอะตอม
  • 2.2 แนวคิดควอนตัมในระดับอะตอม
  • 2.3 การค้นพบทฤษฎีบท Bohr-van Leeuwen
  • 2.4 หลักการความสมบูรณ์
  • 2.5 การตีความโคเปนเฮเกน
  • 2.6 โครงสร้างของตารางธาตุ
  • 2.7 ปฏิกิริยานิวเคลียร์
  • 2.8 คำอธิบายการแตกตัวของนิวเคลียร์
• 3 อ้างอิง

ชีวประวัติ

Niels Bohr เกิดเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 2428 ในโคเปนเฮเกนเมืองหลวงของเดนมาร์ก พ่อของ Niels ชื่อคริสเตียนและเป็นศาสตราจารย์ด้านสรีรวิทยาที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน.

ในทางตรงกันข้ามแม่ของ Niels คือ Ellen Adler ซึ่งครอบครัวได้รับสิทธิพิเศษทางเศรษฐกิจมีอิทธิพลในสภาพแวดล้อมของธนาคารเดนมาร์ก สถานการณ์ครอบครัวของ Niels ทำให้เขาสามารถเข้าถึงการศึกษาที่ได้รับการพิจารณาในเวลานั้น.

การศึกษา

Niels Bohr เริ่มให้ความสนใจในวิชาฟิสิกส์และศึกษาที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนซึ่งเขาได้รับปริญญาโทในสาขาฟิสิกส์ในปี 1911 จากนั้นเขาเดินทางไปอังกฤษที่ซึ่งเขาศึกษาที่ Cavendish Laboratory ของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์.

แรงจูงใจหลักในการเรียนที่นั่นคือการได้รับการสอนของโจเซฟจอห์นทอมสันนักเคมีชาวอังกฤษผู้ได้รับรางวัลโนเบลในปี 1906 สำหรับการค้นพบอิเล็กตรอนโดยเฉพาะสำหรับการศึกษาที่เขาทำเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าผ่านก๊าซ.

ความตั้งใจของ Bohr คือการแปลวิทยานิพนธ์เอกของเขาเป็นภาษาอังกฤษซึ่งเชื่อมโยงกับการศึกษาอิเล็กตรอนอย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตามทอมสันไม่แสดงความสนใจที่แท้จริงในโบห์รซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมคนหลังจึงตัดสินใจออกเดินทางและมุ่งหน้าสู่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์.

ความสัมพันธ์กับเออร์เนสรัทเธอร์ฟอร์ด

ขณะที่อยู่ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ Niels Bohr มีโอกาสได้แบ่งปันกับนักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอังกฤษเออร์เนสต์รัทเธอร์ฟอร์ด เขาเคยเป็นผู้ช่วยของทอมสันและต่อมาได้รับรางวัลโนเบล Bohr เรียนรู้มากมายจากมือของรัทเธอร์ฟอร์ดโดยเฉพาะในด้านกัมมันตภาพรังสีและแบบจำลองอะตอม.

เมื่อเวลาผ่านไปความร่วมมือระหว่างนักวิทยาศาสตร์ทั้งสองก็เพิ่มขึ้นและความผูกพันที่เป็นมิตรของพวกเขาก็เพิ่มขึ้น หนึ่งในเหตุการณ์ที่นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองมีปฏิสัมพันธ์ในสนามทดลองนั้นเกี่ยวข้องกับแบบจำลองของอะตอมที่เสนอโดยรัทเธอร์ฟอร์ด.

โมเดลนี้เป็นจริงในฟิลด์แนวคิด แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะเข้าใจมันโดยการวางกรอบในกฎของฟิสิกส์คลาสสิก เมื่อพิจารณาอย่างนี้แล้วบอร์ก็กล้าที่จะพูดว่าเหตุผลของเรื่องนี้คือการที่พลวัตของอะตอมไม่อยู่ภายใต้กฎของฟิสิกส์คลาสสิก.

สถาบันฟิสิกส์ทฤษฎีแห่งนอร์ดิก

Niels Bohr ถือเป็นคนขี้อายและเก็บตัว แต่เรียงความของบทความที่ตีพิมพ์ในปี 1913 ทำให้เขาได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในสาขาวิทยาศาสตร์ซึ่งทำให้เขากลายเป็นบุคคลสาธารณะที่มีชื่อเสียง บทความเหล่านี้เกี่ยวข้องกับความคิดของเขาเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม.

ใน 1,916 Bohr เดินทางไปโคเปนเฮเกนและที่นั่นในบ้านเกิดของเขาเขาเริ่มให้เรียนในวิชาฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนบ้านของการศึกษาที่เขาก่อตั้งขึ้น.

อยู่ในตำแหน่งนั้นและต้องขอบคุณชื่อเสียงที่ได้รับมาก่อนหน้านี้บอร์ได้รับเงินเพียงพอที่จำเป็นในการสร้างในปี 1920 สถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎีแห่งนอร์ดิก.

นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กนำสถาบันนี้มาตั้งแต่ปี 1921 ถึง 1962 ซึ่งเป็นปีที่เขาเสียชีวิต ต่อมาสถาบันได้เปลี่ยนชื่อและได้รับการขนานนามว่า Niels Bohr Institute เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้ก่อตั้ง. 

ในไม่ช้าสถาบันนี้ได้กลายเป็นข้อมูลอ้างอิงในแง่ของการค้นพบที่สำคัญที่สุดที่เกิดขึ้นในเวลาที่เกี่ยวข้องกับอะตอมและโครงสร้างของมัน.

ในระยะเวลาอันสั้นสถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎีแห่งนอร์ดิกอยู่ในระดับเดียวกับมหาวิทยาลัยอื่น ๆ ที่มีประเพณีในพื้นที่เช่นมหาวิทยาลัยเยอรมันGöttingenและมิวนิก.

โรงเรียนของโคเปนเฮเกน

ยุค 20 เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับ Niels Bohr ตั้งแต่ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเขาได้ออกหลักการพื้นฐานสองประการของทฤษฎีของเขานั่นคือหลักการของการติดต่อทางจดหมายซึ่งเผยแพร่ในปี 1923 และหลักการของการเสริมเข้าด้วยกันในปี 1928.

หลักการดังกล่าวเป็นพื้นฐานที่กลศาสตร์ควอนตัมของโรงเรียนโคเปนเฮเกนหรือที่เรียกว่าการตีความที่โคเปนเฮเกนเริ่มก่อตัวขึ้น.

โรงเรียนนี้พบว่านักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่อย่างอัลเบิร์ตไอน์สไตน์คนเดียวกันนั้นพบว่าหลังจากการคัดค้านก่อนที่จะมีการจัดงานที่หลากหลายมันจบลงด้วยการรับรู้ถึง Niels Bohr เหมือนกับหนึ่งในนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุด.

ในอีกทางหนึ่งในปี 1922 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์สำหรับการทดลองของเขาที่เกี่ยวข้องกับการปรับโครงสร้างอะตอมและในปีเดียวกันนั้นเอง Aage Niels Bohr ลูกชายคนเดียวของเขาเกิดที่ได้รับการฝึกฝนในที่สุด ต่อมาเขาได้เป็นผู้อำนวยการและในปี 1975 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์.

ในช่วงยุค 30 Bohr ตั้งรกรากอยู่ในสหรัฐอเมริกาและมุ่งเน้นไปที่การเผยแพร่สนามการแตกตัวของนิวเคลียร์ มันอยู่ในบริบทนี้ที่บอร์กำหนดลักษณะฟิชไซล์ของพลูโทเนียม.

ในตอนท้ายของทศวรรษนั้นในปี 1939 Bohr กลับไปโคเปนเฮเกนและได้รับการแต่งตั้งเป็นประธานของราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งเดนมาร์ก.

สงครามโลกครั้งที่สอง

ใน 1,940 Niels Bohr อยู่ในโคเปนเฮเกนและเป็นผลของสงครามโลกครั้งที่สองสามปีต่อมาเขาถูกบังคับให้หนีไปสวีเดนกับครอบครัวของเขาเพราะ Bohr มีต้นกำเนิดของชาวยิว.

จากสวีเดน Bohr เดินทางไปยังสหรัฐอเมริกา เขาตั้งรกรากและเข้าร่วมทีมความร่วมมือของโครงการแมนฮัตตันซึ่งผลิตระเบิดปรมาณูลูกแรก โครงการนี้ดำเนินการในห้องปฏิบัติการที่มีที่ตั้งคือลอสอาลามอสในนิวเม็กซิโกและในระหว่างการเข้าร่วมโครงการนี้บอร์เปลี่ยนชื่อเป็นนิโคลัสเบเกอร์.

กลับบ้านและความตาย

ในตอนท้ายของสงครามโลกครั้งที่สอง Bohr กลับไปที่โคเปนเฮเกนซึ่งเขายืนอยู่อีกครั้งในฐานะผู้อำนวยการสถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎีนอร์ดิกและสนับสนุนการประยุกต์ใช้พลังงานปรมาณูด้วยวัตถุประสงค์ที่เป็นประโยชน์เสมอหาประสิทธิภาพในกระบวนการต่าง ๆ เสมอ.

ความโน้มเอียงนี้เป็นเพราะบอร์ได้ตระหนักถึงความเสียหายอันยิ่งใหญ่ที่อาจเกิดขึ้นจากสิ่งที่เขาค้นพบและในเวลาเดียวกันเขาก็รู้ว่ามีการใช้พลังงานที่ทรงพลังกว่านี้ในเชิงสร้างสรรค์ จากนั้นตั้งแต่ปี 1950 Niels Bohr อุทิศตัวเองเพื่อบรรยายที่เน้นการใช้พลังงานปรมาณูอย่างสันติ.

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้บอร์ไม่พลาดขนาดของพลังงานปรมาณูดังนั้นนอกเหนือจากการสนับสนุนการใช้งานที่เหมาะสมเขายังระบุด้วยว่ามันเป็นรัฐบาลที่ต้องรับรองว่าพลังงานนี้ไม่ได้ถูกใช้ในทางทำลาย.

ความคิดนี้ถูกนำเสนอในปี 1951 ในแถลงการณ์ที่ลงนามโดยนักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์ชื่อดังกว่าร้อยคนในเวลานั้น.

อันเป็นผลมาจากการกระทำนี้และผลงานก่อนหน้านี้ของเขาในการใช้พลังงานปรมาณูอย่างสันติในปี 1957 มูลนิธิฟอร์ดมอบรางวัล Atoms for Peace ให้กับเขาซึ่งเป็นบุคคลที่พยายามส่งเสริมการใช้พลังงานประเภทนี้ในเชิงบวก.

Niels Bohr เสียชีวิตเมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน 2505 ในโคเปนเฮเกนซึ่งเป็นบ้านเกิดของเขาเมื่ออายุ 77 ปี.

ผลงานและการค้นพบของ Niels Bohr

แบบจำลองและโครงสร้างของอะตอม

แบบจำลองอะตอมของ Niels Bohr ถือเป็นหนึ่งในการมีส่วนร่วมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเขาต่อโลกแห่งฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์โดยทั่วไป เขาเป็นคนแรกที่แสดงอะตอมเป็นนิวเคลียสที่มีประจุบวกและล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนที่โคจร.

บอร์ได้ค้นพบกลไกการทำงานภายในของอะตอม: อิเล็กตรอนสามารถโคจรรอบนิวเคลียสได้อย่างอิสระ จำนวนอิเล็กตรอนที่มีอยู่ในวงโคจรรอบนอกของนิวเคลียสกำหนดคุณสมบัติขององค์ประกอบทางกายภาพ.

เพื่อให้ได้แบบจำลองอะตอมนี้ Bohr ได้ประยุกต์ทฤษฎีควอนตัมของ Max Planck กับแบบจำลองอะตอมที่พัฒนาโดยรัทเธอร์ฟอร์ดเพื่อให้ได้แบบจำลองที่ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบล บอร์นำเสนอโครงสร้างอะตอมเป็นระบบสุริยะขนาดเล็ก.

แนวคิดควอนตัมในระดับอะตอม

สิ่งที่นำแบบจำลองอะตอมของ Bohr ไปสู่การพิจารณาการปฏิวัติคือวิธีที่ใช้เพื่อให้บรรลุ: การประยุกต์ใช้ทฤษฎีของฟิสิกส์ควอนตัมและความสัมพันธ์ของพวกเขากับปรากฏการณ์อะตอม.

ด้วยการใช้งานเหล่านี้บอร์ก็สามารถตรวจสอบการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสอะตอมรวมถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของพวกมัน.

ในทางเดียวกันด้วยแนวคิดเหล่านี้เขาสามารถได้รับแนวคิดว่าสสารสามารถดูดซับและเปล่งแสงจากโครงสร้างภายในที่ไม่สามารถมองเห็นได้มากที่สุด.

การค้นพบทฤษฎีบท Bohr-van Leeuwen

ทฤษฎีบท Bohr-van Leeuwen เป็นทฤษฎีบทที่ใช้กับพื้นที่ของกลศาสตร์ ทำงานครั้งแรกโดย Bohr ในปี 1911 และเสริมโดย van Leeuwen การประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทนี้มีการจัดการเพื่อแยกขอบเขตของฟิสิกส์คลาสสิกจากฟิสิกส์ควอนตัม.

ทฤษฎีบทระบุว่าการสะกดจิตที่เกิดจากการใช้กลศาสตร์แบบดั้งเดิมและกลศาสตร์เชิงสถิติจะเป็นศูนย์เสมอ Bohr และ van Leeuwen สามารถมองเห็นแนวความคิดบางอย่างที่สามารถพัฒนาผ่านฟิสิกส์ควอนตัมเท่านั้น.

ทุกวันนี้ทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์ทั้งสองถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในด้านต่าง ๆ เช่นฟิสิกส์พลาสมาพลาสมาและวิศวกรรมไฟฟ้า.

หลักการของความสมบูรณ์

ภายในกลศาสตร์ควอนตัมหลักการของ complementarity ที่สร้างขึ้นโดย Bohr ซึ่งแสดงถึงวิธีการทางทฤษฎีและส่งผลในเวลาเดียวกันระบุว่าวัตถุที่อยู่ภายใต้กระบวนการควอนตัมมีการอ้างเหตุผลเสริมที่ไม่สามารถสังเกตหรือไกล่เกลี่ยพร้อมกัน.

หลักการของความสมบูรณ์นี้เกิดขึ้นจากอีกปัจจัยหนึ่งที่พัฒนาโดย Bohr: การตีความของโคเปนเฮเกน; พื้นฐานสำหรับการตรวจสอบกลศาสตร์ควอนตัม.

การตีความโคเปนเฮเกน

ด้วยความช่วยเหลือของนักวิทยาศาสตร์แม็กซ์บอร์นและเวอร์เนอร์ไฮเซนเบิร์กนีลส์บอร์พัฒนาความหมายของกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งทำให้สามารถอธิบายองค์ประกอบบางอย่างที่ทำให้กระบวนการทางกลเป็นไปได้รวมถึงความแตกต่างของพวกเขา สูตรในปี 1927 ถือเป็นการตีความแบบดั้งเดิม.

ตามการตีความของโคเปนเฮเกนระบบทางกายภาพไม่ได้กำหนดคุณสมบัติก่อนที่จะถูกตรวจวัดและกลศาสตร์ควอนตัมสามารถทำนายความน่าจะเป็นได้โดยการวัดที่ทำจะให้ผลลัพธ์ที่แน่นอน.

โครงสร้างของตารางธาตุ

จากการตีความของเขาเกี่ยวกับแบบจำลองอะตอมบอร์ก็สามารถสร้างโครงสร้างอย่างละเอียดมากขึ้นในตารางธาตุที่มีอยู่ในเวลานั้น.

เขาสามารถยืนยันได้ว่าคุณสมบัติทางเคมีและความสามารถในการยึดติดขององค์ประกอบนั้นสัมพันธ์กับโหลดของวาเลนซ์อย่างใกล้ชิด.

ผลงานของ Bohr นำไปใช้กับตารางธาตุให้เท้ากับการพัฒนาของเขตข้อมูลใหม่ของเคมี: เคมีควอนตัม.

ในทำนองเดียวกันองค์ประกอบที่รู้จักกันในชื่อ Boro (Bohrium, Bh) ได้รับชื่อจากบรรณาการจาก Niels Bohr.

ปฏิกิริยานิวเคลียร์

ด้วยรูปแบบที่เสนอ Bohr ก็สามารถเสนอและสร้างกลไกของปฏิกิริยานิวเคลียร์จากกระบวนการสองขั้นตอน.

ด้วยการทิ้งระเบิดอนุภาคพลังงานต่ำแกนกลางความเสถียรต่ำใหม่จะถูกก่อตัวขึ้นซึ่งจะเปล่งรังสีแกมม่าออกมาในที่สุด.

การค้นพบของ Bohr นี้ถือเป็นกุญแจสำคัญในพื้นที่ทางวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานานจนกระทั่งมันได้ทำงานและปรับปรุงหลายปีต่อมาโดยเด็กหนึ่งของ Aage Bohr.

คำอธิบายของปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน

ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันเป็นกระบวนการปฎิกิริยานิวเคลียร์โดยที่นิวเคลียสของอะตอมเริ่มแบ่งออกเป็นส่วนเล็ก ๆ.

กระบวนการนี้มีความสามารถในการผลิตโปรตอนและโฟตอนจำนวนมากปล่อยพลังงานในเวลาเดียวกันและต่อเนื่อง.

Niels Bohr พัฒนาแบบจำลองที่อนุญาตให้อธิบายกระบวนการฟิชชันนิวเคลียร์ขององค์ประกอบบางอย่าง แบบจำลองนี้ประกอบด้วยการสังเกตการหยดของของเหลวที่จะแสดงถึงโครงสร้างของนิวเคลียส.

ในลักษณะเดียวกับที่โครงสร้างหนึ่งของหยดสามารถแยกออกเป็นสองส่วนที่คล้ายกัน Bohr จัดการเพื่อแสดงให้เห็นว่าสิ่งเดียวกันสามารถเกิดขึ้นได้กับนิวเคลียสอะตอมความสามารถในการสร้างกระบวนการใหม่ของการก่อตัวหรือการเสื่อมสภาพในระดับอะตอม.

การอ้างอิง

1. Bohr, N. (1955) มนุษย์กับวิทยาศาสตร์กายภาพ. Theoria: วารสารนานาชาติสำหรับทฤษฎีประวัติศาสตร์และรากฐานของวิทยาศาสตร์, 03,08.
2. Lozada, R. S. (2008) Niels Bohr. พระราชบัญญัติมหาวิทยาลัย, 36-39.
3. โนเบลสื่อ AB (2014). Niels Bohr - ข้อเท็จจริง. สืบค้นจาก Nobelprize.org: nobelprize.org
4. Savoie, B. (2014) หลักฐานที่เข้มงวดของทฤษฎีบท Bohr-van Leeuwen ในขีด จำกัด ของครึ่งวงกลม. RMP, 50.
5. บรรณาธิการของสารานุกรมบริแทนนิกา (17 พฤศจิกายน 2559). แบบจำลองนิวเคลียส. สืบค้นจากสารานุกรมบริแทนนิกา: britannica.com.