NIELS BOHR: ชีวประวัติและทฤษฎีปรมาณู

Send

ซ้าย: Niels Bohr ในปี 1922 ขวา: ตราประทับเดนมาร์กปี 1963 ได้รับเกียรติจาก Bohr ในวันครบรอบ 50 ปีของทฤษฎีอะตอมของเขา (เครดิตรูปภาพ: ซ้าย: AB Lagrelius & Westphal, ผ่าน American Institute of Physics ขวา: Antonio Abrignani / Shutterstock.com)

Niels Bohr เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ชั้นแนวหน้าของฟิสิกส์ยุคใหม่ที่รู้จักกันดีในเรื่องทฤษฎีควอนตัมและการวิจัยที่ได้รับรางวัลโนเบลเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม

เกิดในโคเปนเฮเกนในปี 1885 ถึงผู้ปกครองที่มีการศึกษาที่ดีบอร์เริ่มให้ความสนใจด้านฟิสิกส์ตั้งแต่อายุยังน้อย เขาศึกษาวิชานี้ตลอดทั้งปีระดับปริญญาตรีและบัณฑิตและได้รับปริญญาเอกทางฟิสิกส์ในปี 1911 จากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน

ในขณะที่ยังเป็นนักเรียนอยู่ Bohr ได้รับรางวัลการประกวดจาก Academy of Sciences ในโคเปนเฮเกนสำหรับการสอบสวนของเขาในการวัดความตึงผิวของของเหลวโดยใช้เครื่องบินไอพ่นแบบสั่น ทำงานในห้องทดลองของพ่อของเขา (นักสรีรวิทยาที่มีชื่อเสียง) Bohr ทำการทดลองหลายครั้งและทำหลอดทดลองแก้วของเขาเอง

บอร์ไปเหนือทฤษฎีแรงตึงผิวของของเหลวในปัจจุบันโดยคำนึงถึงความหนืดของน้ำรวมถึงการรวมแอมพลิจูดแบบ จำกัด แทนการวัดแบบไม่ จำกัด เขาส่งเรียงความของเขาในนาทีสุดท้ายชนะที่หนึ่งและเหรียญทอง เขาปรับปรุงความคิดเหล่านี้และส่งพวกเขาไปยังราชสมาคมในลอนดอนที่ตีพิมพ์พวกเขาในวารสารธุรกรรมปรัชญาของราชสมาคมในปี 1908 ตาม Nobelprize.org

งานที่ตามมาของเขากลายเป็นเชิงทฤษฎีมากขึ้น ในขณะที่กำลังทำการวิจัยสำหรับวิทยานิพนธ์เอกของเขาเกี่ยวกับทฤษฎีอิเล็กตรอนของโลหะที่ Bohr แรกเจอทฤษฎีควอนตัมแรกของ Max Planck ซึ่งอธิบายพลังงานเป็นอนุภาคเล็ก ๆ หรือควอนตัม.

ในปี 1912 Bohr ได้ทำงานให้กับผู้ได้รับรางวัลโนเบลเจ. ทอมป์สันในอังกฤษเมื่อเขาได้รับการแนะนำให้รู้จักกับเออร์เนสต์รัทเธอร์ฟอร์ดซึ่งการค้นพบนิวเคลียสและการพัฒนาแบบจำลองอะตอมทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2451 ภายใต้การปกครองของรัทเธอร์เฟิร์ด

Bohr ดำรงตำแหน่งอาจารย์ในสาขาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนในระหว่างปี 2456 ถึง 2457 และดำรงตำแหน่งที่คล้ายคลึงกันที่มหาวิทยาลัยวิกตอเรียในแมนเชสเตอร์ 2457 ถึง 2459 จากนั้นเขาก็กลับไปที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน 2459 ในฐานะศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ทฤษฎี ในปี 1920 เขาได้รับการแต่งตั้งเป็นหัวหน้าสถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎี

การรวมคำอธิบายของรัทเธอร์ฟอร์ดเกี่ยวกับนิวเคลียสและทฤษฎีพลังค์เกี่ยวกับควอนตัมบอร์อธิบายว่าเกิดอะไรขึ้นภายในอะตอมและพัฒนาภาพโครงสร้างอะตอม ผลงานชิ้นนี้ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลในปี 1922

ในปีเดียวกับที่เขาเริ่มศึกษากับรูเทอร์ฟอร์ด Bohr แต่งงานกับความรักในชีวิตของเขามาร์กาเร็ตNørlundซึ่งเขามีลูกชายหกคน ต่อมาในชีวิตเขากลายเป็นประธานาธิบดีของราชบัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งเดนมาร์กเช่นเดียวกับสมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์ทั่วโลก

เมื่อพวกนาซีบุกเดนมาร์กในสงครามโลกครั้งที่สอง Bohr ก็สามารถหนีไปสวีเดนได้ เขาใช้เวลาสองปีสุดท้ายของสงครามในอังกฤษและสหรัฐอเมริกาที่ซึ่งเขามีส่วนเกี่ยวข้องกับโครงการพลังงานปรมาณู อย่างไรก็ตามมันสำคัญสำหรับเขาที่จะใช้ทักษะของเขาเพื่อความดีและไม่ใช้ความรุนแรง เขาทุ่มเทงานของเขาต่อการใช้ฟิสิกส์อะตอมอย่างสันติและเพื่อแก้ปัญหาทางการเมืองที่เกิดจากการพัฒนาอาวุธปรมาณูเพื่อการทำลายล้าง เขาเชื่อว่าประเทศต่าง ๆ ควรเปิดใจให้สนิทและเขียนมุมมองเหล่านี้ในจดหมายเปิดผนึกถึงสหประชาชาติในปี 2493

การนำเสนอลิเทียมอะตอมของลิเธียมอะตอมแสดงให้เห็นถึงแบบจำลองอะตอมของ Niels Bohr ว่าอะตอมนั้นมีขนาดเล็กนิวเคลียสที่มีประจุบวกล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนที่โคจรอยู่ (เครดิตรูปภาพ: Boris15 Shutterstock)

แบบจำลองอะตอม

การมีส่วนร่วมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของ Bohr ในฟิสิกส์ยุคใหม่คือแบบจำลองอะตอม แบบจำลองของบอร์แสดงให้เห็นว่าอะตอมมีขนาดเล็กนิวเคลียสที่มีประจุบวกล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนที่โคจรอยู่

บอร์เป็นคนแรกที่ค้นพบว่าอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในวงโคจรรอบ ๆ นิวเคลียสแยกกันและจำนวนอิเล็กตรอนในวงโคจรรอบนอกกำหนดคุณสมบัติขององค์ประกอบ

องค์ประกอบทางเคมีโบฮีรี (Bh) หมายเลข 107 บนตารางธาตุเป็นชื่อของเขา

ทฤษฎีหยดของเหลว

งานทฤษฎีของ Bohr มีส่วนสำคัญต่อความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการแตกตัวของนิวเคลียร์ ตามทฤษฎีหยดของเหลวของเขาการหยดของเหลวให้การแสดงที่แม่นยำของนิวเคลียสของอะตอม

ทฤษฎีนี้มีประโยชน์ในความพยายามครั้งแรกที่จะแยกอะตอมยูเรเนียมในทศวรรษที่ 1930 ซึ่งเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาระเบิดปรมาณู

แม้เขาจะมีส่วนร่วมในโครงการพลังงานปรมาณูของสหรัฐอเมริกาในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง แต่บอร์ก็เป็นผู้สนับสนุนอย่างเปิดเผยสำหรับการประยุกต์ใช้ฟิสิกส์อะตอมแบบสันติ

ทฤษฎีควอนตัม

แนวคิดของ Bohr เกี่ยวกับความสมบูรณ์ซึ่งเขาเขียนไว้ในบทความจำนวนหนึ่งระหว่างปี 1933 และ 1962 ระบุว่าอิเล็กตรอนสามารถดูได้สองวิธีไม่ว่าจะเป็นอนุภาคหรือคลื่น แต่ไม่เคยทั้งคู่ในเวลาเดียวกัน

แนวคิดนี้ซึ่งเป็นพื้นฐานของทฤษฎีควอนตัมยุคแรกก็อธิบายได้ว่าไม่ว่าจะมองอิเล็กตรอนอย่างไรความเข้าใจทั้งหมดของคุณสมบัติจะต้องถูกฝังในการวัดเชิงประจักษ์ ทฤษฎีของ Bohr เน้นจุดที่ผลการทดสอบนั้นได้รับผลกระทบอย่างลึกซึ้งจากเครื่องมือวัดที่ใช้ในการดำเนินการ

การมีส่วนร่วมของ Bohr ในการศึกษากลศาสตร์ควอนตัมนั้นเป็นที่จดจำตลอดเวลาที่สถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนซึ่งเขาช่วยพบในปี 1920 และมุ่งหน้าไปจนถึงการตายของเขาในปี 1962 นับตั้งแต่เปลี่ยนชื่อเป็นสถาบัน Niels Bohr