Niels Bohr adalah fisikawan dan tokoh masyarakat Denmark, salah satu pendiri fisika modern. Dia adalah pendiri dan kepala Institut Fisika Teoritis Kopenhagen, pendiri sekolah ilmiah dunia, dan juga anggota asing Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet. Artikel ini akan mengulas kisah hidup Niels Bohr dan pencapaian utamanya.
Kebaikan
Fisikawan Denmark Bohr Niels menemukan teori atom, yang didasarkan pada model planet atom, konsep kuantum, dan postulat yang diajukan olehnya secara pribadi. Selain itu, Bohr dikenang karena karyanya yang penting tentang teori inti atom, reaksi nuklir, dan logam. Dia adalah salah satu peserta dalam penciptaan mekanika kuantum. Selain perkembangan di bidang fisika, Bohr memiliki sejumlah karya tentang filsafat dan ilmu alam. Ilmuwan secara aktif berjuang melawan ancaman atom. Pada tahun 1922 ia dianugerahi Hadiah Nobel.
Masa Kecil
Ilmuwan masa depan Niels Bohr lahir di Kopenhagen pada 7 Oktober 1885. Ayahnya, Christian, adalah seorang profesor fisiologi di universitas lokal, dan ibunya, Ellen, berasal dari keluarga Yahudi yang kaya. Niels memiliki adik laki-laki, Harald. Orang tua berusaha membuat masa kecil putra mereka bahagia dan penuh peristiwa. positifpengaruh keluarga, dan khususnya ibu, memainkan peran utama dalam pengembangan kualitas spiritual mereka.
Pendidikan
Bohr menerima pendidikan dasarnya di Sekolah Gammelholm. Selama tahun-tahun sekolahnya, ia menyukai sepak bola, dan kemudian - bermain ski dan berlayar. Pada usia dua puluh tiga, Bohr lulus dari Universitas Kopenhagen, di mana ia dianggap sebagai fisikawan penelitian yang sangat berbakat. Untuk proyek kelulusannya tentang penentuan tegangan permukaan air menggunakan getaran jet air, Niels dianugerahi medali emas dari Royal Danish Academy of Sciences. Setelah menerima pendidikannya, calon fisikawan Bor Niels tetap bekerja di universitas. Di sana ia melakukan sejumlah studi penting. Salah satunya dikhususkan untuk teori elektronik klasik logam dan menjadi dasar disertasi doktoral Bohr.
Berpikir di luar kotak
Suatu hari, presiden Akademi Kerajaan, Ernest Rutherford, dimintai bantuan oleh seorang rekan dari Universitas Kopenhagen. Yang terakhir dimaksudkan untuk memberikan muridnya nilai terendah, ketika dia pikir dia pantas mendapat nilai "sangat baik". Kedua pihak yang bersengketa setuju untuk mengandalkan pendapat pihak ketiga, seorang arbiter tertentu, yang menjadi Rutherford. Berdasarkan soal ujian, siswa harus menjelaskan bagaimana barometer dapat digunakan untuk menentukan ketinggian sebuah bangunan.
Siswa menjawab bahwa untuk ini Anda perlu mengikat barometer ke tali panjang, memanjat dengannya ke atap gedung, menurunkannya ke tanah dan mengukur panjang tali yang turun. Di satu sisi, jawabannya adalahbenar-benar benar dan lengkap, tetapi di sisi lain, ia memiliki sedikit kesamaan dengan fisika. Kemudian Rutherford menyarankan agar siswa mencoba lagi untuk menjawab. Dia memberinya enam menit, dan memperingatkan bahwa jawabannya harus menggambarkan pemahaman tentang hukum fisika. Lima menit kemudian, setelah mendengar dari siswa bahwa dia telah memilih yang terbaik dari beberapa solusi, Rutherford memintanya untuk menjawab lebih cepat dari jadwal. Kali ini, siswa tersebut menyarankan agar mereka naik ke atap dengan barometer, melemparkannya ke bawah, mengukur waktu jatuh dan, dengan menggunakan rumus khusus, mencari tinggi. Jawaban ini memuaskan sang guru, tetapi dia dan Rutherford tidak dapat menyangkal kesenangan mendengarkan versi siswa lainnya.
Metode berikutnya didasarkan pada pengukuran tinggi bayangan barometer dan tinggi bayangan bangunan, dan kemudian menyelesaikan proporsinya. Rutherford menyukai opsi ini, dan dia dengan antusias meminta siswa tersebut untuk menyoroti metode yang tersisa. Kemudian siswa itu menawarinya pilihan paling sederhana. Anda hanya perlu menempelkan barometer pada dinding bangunan dan membuat tanda, lalu menghitung jumlah tanda dan mengalikannya dengan panjang barometer. Siswa tersebut percaya bahwa jawaban yang jelas seperti itu tidak boleh diabaikan.
Agar tidak dianggap sebagai pelawak di mata para ilmuwan, mahasiswa tersebut menyarankan opsi yang paling canggih. Setelah mengikatkan seutas tali ke barometer, katanya, Anda perlu mengayunkannya di dasar bangunan dan di atapnya, mengukur besarnya gravitasi. Dari perbedaan antara data yang diterima, jika diinginkan, Anda dapat mengetahui ketinggiannya. Selain itu, dengan mengayunkan bandul pada seutas tali dari atap sebuah bangunan, dapat ditentukan tinggi dari periode presesi.
Akhirnya, seorang siswamenawarkan untuk menemukan manajer gedung dan, sebagai ganti barometer yang luar biasa, cari tahu ketinggiannya. Rutherford bertanya apakah siswa tersebut benar-benar tidak mengetahui solusi yang diterima secara umum untuk masalah tersebut. Dia tidak menyembunyikan apa yang dia ketahui, tetapi mengakui bahwa dia muak dengan pemaksaan cara berpikirnya oleh guru pada siswa, di sekolah dan perguruan tinggi, dan penolakan mereka terhadap solusi non-standar. Seperti yang mungkin Anda duga, siswa itu adalah Niels Bohr.
Pindah ke Inggris
Setelah bekerja di universitas selama tiga tahun, Bohr pindah ke Inggris. Tahun pertama dia bekerja di Cambridge bersama Joseph Thomson, kemudian pindah ke Ernest Rutherford di Manchester. Laboratorium Rutherford pada waktu itu dianggap yang paling menonjol. Baru-baru ini, eksperimen dilakukan di dalamnya yang memunculkan penemuan model planet atom. Lebih tepatnya, model itu masih dalam masa pertumbuhan.
Eksperimen tentang lewatnya partikel alfa melalui foil memungkinkan Rutherford untuk menyadari bahwa di pusat atom terdapat inti kecil yang bermuatan, yang hampir tidak mencakup seluruh massa atom, dan elektron ringan terletak di sekitar dia. Karena atom bersifat netral, jumlah muatan elektron harus sama dengan modulus muatan inti. Kesimpulan bahwa muatan inti adalah kelipatan dari muatan elektron merupakan inti dari penelitian ini, tetapi sejauh ini masih belum jelas. Sebaliknya, isotop telah diidentifikasi – zat yang memiliki sifat kimia yang sama tetapi massa atom yang berbeda.
Jumlah atom unsur. Hukum Perpindahan
Bekerja di laboratorium Rutherford, Bohr menyadari bahwa sifat kimia bergantung pada bilanganelektron dalam atom, yaitu dari muatannya, bukan massanya, yang menjelaskan keberadaan isotop. Ini adalah pencapaian besar pertama Bohr di laboratorium ini. Karena partikel alfa menempel pada inti helium dengan muatan +2, selama peluruhan alfa (partikel terbang keluar dari inti), elemen "anak" dalam tabel periodik harus ditempatkan dua sel di sebelah kiri daripada " ibu", dan selama peluruhan beta (elektron terbang keluar dari nukleus) - satu sel ke kanan. Ini adalah bagaimana "hukum perpindahan radioaktif" terbentuk. Selanjutnya, fisikawan Denmark itu membuat sejumlah penemuan penting yang berkaitan dengan model atom.
model Rutherford-Bohr
Model ini disebut juga keplanetan, karena di dalamnya elektron-elektron berputar mengelilingi inti, seperti halnya planet-planet mengelilingi Matahari. Model ini memiliki sejumlah masalah. Faktanya adalah bahwa atom di dalamnya sangat tidak stabil, dan kehilangan energi dalam sepersejuta detik. Pada kenyataannya, ini tidak terjadi. Masalah yang muncul tampaknya tidak terpecahkan dan membutuhkan pendekatan baru yang radikal. Di sinilah fisikawan Denmark Bor Niels membuktikan dirinya.
Bohr menyarankan bahwa, bertentangan dengan hukum elektrodinamika dan mekanika, ada orbit dalam atom, bergerak di mana elektron tidak memancar. Orbit stabil jika momentum sudut elektron yang terletak di atasnya sama dengan setengah dari konstanta Planck. Radiasi terjadi, tetapi hanya pada saat transisi elektron dari satu orbit ke orbit lainnya. Semua energi yang dilepaskan dalam hal ini terbawa oleh kuantum radiasi. Kuantum tersebut memiliki energi yang sama dengan produk dari frekuensi rotasi dan konstanta Planck, atau perbedaan antara awal danenergi akhir elektron. Jadi, Bohr menggabungkan karya Rutherford dan gagasan kuanta, yang diusulkan oleh Max Planck pada tahun 1900. Persatuan seperti itu bertentangan dengan semua ketentuan teori tradisional, dan pada saat yang sama, tidak sepenuhnya menolaknya. Elektron dianggap sebagai titik material yang bergerak menurut hukum mekanika klasik, tetapi hanya orbit yang memenuhi "kondisi kuantisasi" yang "diizinkan". Dalam orbit seperti itu, energi elektron berbanding terbalik dengan kuadrat nomor orbitnya.
Turunan dari "aturan frekuensi"
Berdasarkan "aturan frekuensi", Bohr menyimpulkan bahwa frekuensi radiasi sebanding dengan perbedaan antara kuadrat terbalik dari bilangan bulat. Sebelumnya, pola ini ditetapkan oleh ahli spektroskopi, tetapi tidak menemukan penjelasan teoretis. Teori Niels Bohr memungkinkan untuk menjelaskan spektrum tidak hanya hidrogen (atom paling sederhana), tetapi juga helium, termasuk yang terionisasi. Ilmuwan menggambarkan pengaruh pergerakan nukleus dan meramalkan bagaimana kulit elektron diisi, yang memungkinkan untuk mengungkapkan sifat fisik periodisitas unsur-unsur dalam sistem Mendeleev. Untuk perkembangan ini, Bohr dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1922.
Bohr Institute
Setelah menyelesaikan pekerjaan Rutherford, fisikawan yang sudah diakui Bohr Niels kembali ke tanah airnya, di mana ia diundang pada tahun 1916 sebagai profesor di Universitas Kopenhagen. Dua tahun kemudian, ia menjadi anggota Royal Danish Society (pada tahun 1939, ilmuwan memimpinnya).
Pada tahun 1920, Bohr mendirikan Institut Teoritisfisika dan menjadi pemimpinnya. Pihak berwenang Kopenhagen, sebagai pengakuan atas jasa fisikawan itu, memberinya pembangunan "Rumah Bir" bersejarah untuk institut tersebut. Institut memenuhi semua harapan, memainkan peran luar biasa dalam pengembangan fisika kuantum. Perlu dicatat bahwa kualitas pribadi Bohr memainkan peran yang menentukan dalam hal ini. Dia mengelilingi dirinya dengan karyawan dan siswa berbakat, batas-batas di antaranya sering tidak terlihat. Institut Bohr bersifat internasional, orang-orang mencoba untuk jatuh ke dalamnya dari mana-mana. Di antara orang-orang terkenal dari sekolah Bohr adalah: F. Bloch, W. Weisskopf, H. Casimir, O. Bora, L. Landau, J. Wheeler dan banyak lainnya.
Ilmuwan Jerman Werne Heisenberg mengunjungi Bohr lebih dari sekali. Pada saat "prinsip ketidakpastian" sedang dibuat, Erwin Schrödinger, yang merupakan pendukung sudut pandang gelombang murni, berdiskusi dengan Bohr. Fondasi fisika yang secara kualitatif baru pada abad kedua puluh dibentuk di bekas Brewer's House, salah satu tokoh kuncinya adalah Niels Bohr.
Model atom yang diusulkan oleh ilmuwan Denmark dan mentornya Rutherford tidak konsisten. Ini menyatukan postulat teori klasik dan hipotesis yang jelas bertentangan itu. Untuk menghilangkan kontradiksi ini, perlu secara radikal merevisi ketentuan utama teori. Kebaikan langsung Bohr, otoritasnya dalam lingkaran ilmiah, dan pengaruh pribadi memainkan peran penting dalam arah ini. Karya Niels Bohr menunjukkan bahwa untuk mendapatkan gambaran fisik dari microworld, pendekatan yang berhasil digunakan untuk "world of big things" tidak cocok, dan menjadisalah satu pendiri pendekatan ini. Ilmuwan memperkenalkan konsep seperti "dampak tak terkendali dari prosedur pengukuran" dan "jumlah tambahan".
Teori kuantum Kopenhagen
Penafsiran teori kuantum probabilistik (alias Kopenhagen), serta studi tentang banyak "paradoks", dikaitkan dengan nama ilmuwan Denmark. Peran penting di sini dimainkan oleh diskusi Bohr dengan Albert Einstein, yang tidak menyukai fisika kuantum Bohr dalam interpretasi probabilistik. “Prinsip korespondensi”, yang dirumuskan oleh ilmuwan Denmark, memainkan peran penting dalam memahami pola mikrokosmos dan interaksinya dengan fisika klasik (non-kuantum).
Tema nuklir
Mulai mempelajari fisika nuklir di bawah Rutherford, Bohr menaruh banyak perhatian pada topik nuklir. Pada tahun 1936, ia mengusulkan teori inti majemuk, yang segera memunculkan model jatuh, yang memainkan peran penting dalam studi fisi nuklir. Secara khusus, Bohr memprediksi fisi spontan inti uranium.
Ketika Nazi merebut Denmark, ilmuwan itu diam-diam dibawa ke Inggris, dan kemudian ke Amerika, di mana, bersama putranya, Oge, ia bekerja di Proyek Manhattan di Los Alamos. Pada tahun-tahun pascaperang, Bohr mencurahkan banyak waktu untuk pertanyaan tentang kendali atas senjata nuklir dan penggunaan atom secara damai. Dia mengambil bagian dalam pendirian pusat penelitian nuklir di Eropa dan bahkan menyerahkan idenya ke PBB. Berdasarkan fakta bahwa Bohr tidak menolak untuk membahas aspek-aspek tertentu dari "proyek nuklir" dengan fisikawan Soviet, ia menganggapnya berbahaya.monopoli kepemilikan senjata nuklir.
bidang ilmu lainnya
Selain itu, Niels Bohr yang biografinya akan segera berakhir, juga tertarik dengan hal-hal yang berkaitan dengan fisika, khususnya biologi. Ia juga tertarik pada filsafat ilmu alam.
Seorang ilmuwan Denmark yang luar biasa meninggal karena serangan jantung pada 18 Oktober 1962 di Kopenhagen.
Kesimpulan
Niels Bohr, yang penemuannya pasti mengubah fisika, menikmati otoritas ilmiah dan moral yang besar. Komunikasi dengannya, bahkan sekilas, membuat kesan yang tak terhapuskan pada lawan bicaranya. Pidato dan tulisan Bohr menunjukkan bahwa dia dengan hati-hati memilih kata-katanya untuk menggambarkan pikirannya seakurat mungkin. Fisikawan Rusia Vitaly Ginzburg menyebut Bohr sangat halus dan bijaksana.
