5 dejstev o danskem fiziku Nielsu Bohra

29. 3. 2015
Deli
5 dejstev o danskem fiziku Nielsu Bohra (foto: profimedia)
profimedia

Vsak fizik med svojim študijem spozna strukturo atoma. Odkritje, kako se elektroni gibljejo okrog atomskega jedra, je pomembno pripomoglo k razvoju fizike in razširilo naše znanje na področju strukture snovi. Velik delež k temu odkritju je prispeval danski fizik Niels Bohr.

Rodil se je v Köbenhavnu leta 1885. Oče je bil znan fiziolog, zato je Niels odraščal v znanstvenem okolju. Na univerzi v Köbenhavnu je hitro končal študij z doktoratom o gibanju elektronov v kovini. Nato je delal v očetovem laboratoriju in se seznanil s Planckovo kvantno teorijo. Leta 1911 je nadaljeval študij v Angliji, najprej v Cambridgeu, nato v Manchestru, kjer je bil njegov profesor znameniti Ernest Rutherford, ki ga štejemo za očeta jedrske fizike.

V delovnem in prijateljskem vzdušju je Bohr začel razvijati svoje zamisli o strukturi atoma. Model, kakršnega si je zamislil, temelji na Rutherfordovem delu in vključuje ideje Planckove kvantne mehanike. V središče atoma je postavil pozitivno nabito jedro, okrog katerega krožijo elektroni, podobno kot se gibljejo planeti okoli Sonca. Kroženje je pospešeno gibanje, zato bi elektroni v klasični elektrodinamiki sevali energijo in v zelo kratkem času padli v jedro. Bohr je sprejel privzetek, da se elektroni okoli jedra lahko gibljejo le po določenih, obstojnih tirih, sevajo pa le, ko preskočijo z enega tira na drugega.

Uspeh te teorije je pripomogel, da se je Bohr kot profesor teoretične fizike vrnil v Köbenhaven na svojo nekdanjo univerzo. Za raziskovanje strukture atoma je leta 1922 dobil Nobelovo nagrado. Aktiven je bil tudi na drugih področjih fizike: raziskoval je nihanje vodnih kapljic, spekter vodikovega atoma, elektromagnetno teorijo, absorpcijo alfa delcev v snovi, transmutacije atomskih jeder ... Delo na področju teorije kapljic tekočine je precej pripomoglo k odkritju razcepa urana in s tem k razvoju atomske bombe pa tudi miroljubni uporabi jedrske energije.

Po izbruhu 2. svetovne vojne je Niels Bohr odpotoval v Ameriko, kjer je sodeloval pri projektu Manhattan. Po vojni je v odprtem pismu Združenim narodom pozval k miroljubni uporabi atomske fizike, leta 1957 je bil prvi nagrajenec fundacije Atomi za mir. Pozneje je pomagal ustanoviti raziskovalni center CERN v Ženevi in Nordijski inštitut za atomsko fiziko. Do smrti leta 1962 je živel na Danskem in pomagal pri razvoju jedrskih elektrarn.

Najpomembnejši prispevek Nielsa Bohra k razvoju fizike je njegovo delo na področju strukture atoma in njegov model atoma. To je bil prvi model, ki je pokazal, da elektroni krožijo okrog jedra na točno določenih tirih, kakor zahtevajo zakoni kvantne mehanike. Pred Bohrovo teorijo je bilo v veljavi več modelov atoma. Med njimi sta bila Kelvinov vrtinčni model in 'slivov kolač'.

Po angleškem pecivu poimenovanem modelu JJ Thompsona (znan po odkritju elektrona) iz leta 1904 so bili elektroni razmetani po atomu kot rozine v biskvitu. Bohrovo teorijo so od leta 1913 dopolnili; navsezadnje je dogajanje v atomu bistveno bolj komplicirano in ga lahko razložimo samo z zapletenimi kvantnomehanskimi računi. Toda tudi v 21. stoletju je Bohrov model še vedno vstopna točka pri razmišljanju in poučevanju o atomih.

5 dejstev o Nielsu Bohru

1. Športni znanstvenik

Bohr ni bil zgolj priznani fizik, ampak tudi navdušen nogometaš. Kot vratar je v znanem danskem klubu Akademisk Boldklub branil mrežo.

2. Velik pobeg

Med 2. svetovno vojno so Nemci okupirali Dansko. Bohr je prek Švedske in Anglije pobegnil v ZDA, kjer je pomagal razvijati atomsko bombo.

3. Po svetu

Z ženo in sinom se je Bohr leta 1937 odpravil na svetovno turnejo. Od (nekdanje) Sovjetske zveze prek Kitajske in Japonske do ZDA je predaval in organiziral srečanja.

4. Brat Harald

Nielsov brat je bil priznan matematik, deloval je na področju teorije vrst in teorije števil. Z dansko nogometno reprezentanco je leta 1908 osvojil srebrno olimpijsko kolajno.

5. Trajna dediščina

Po Nielsu so poimenovali asteroid 3948 Bohr, krater na Luni in umetno narejen kemični element bohrij, ki ima atomsko število 107.