Niels Bohr

Ritratto di Niels Bohr. Shoppock

Chi era Niels Bohr?

Niels Bohr (1885-1962) era un fisico danese che ottenne il premio Nobel in fisica nel 1922, per la sua ricerca relativa alla struttura degli atomi e ai loro livelli di radiazione. Cresciuto ed educato nelle terre europee, nelle più prestigiose università inglesi, Bohr era anche un famoso ricercatore e curioso di filosofia.

Ha lavorato con altri famosi scienziati e premi Nobel, come J.J. Thompson ed Ernest Rutherford, quest'ultimo con cui ha presentato una lunga relazione amichevole e laburista. 

L'interesse di Bohr per la struttura atomica lo ha portato a spostarsi tra le università fino a quando non ha trovato uno che avrebbe fornito lo spazio per sviluppare le sue ricerche alle sue condizioni.

Niels Bohr è iniziato dalle scoperte fatte da Rutherford per continuare a svilupparle fino a quando non possono stampare la propria impronta.

Bohr venne ad avere una famiglia di oltre sei bambini, era un tutor di altre eminenze scientifiche come Werner Heisenberg e presidente della Royal Danish Academy of Sciences, nonché un membro di altre accademie scientifiche in tutto il mondo.

Ha lavorato al Manhattan Project di Los Alamos, USA.Uu., Il progetto di ricerca per la creazione della bomba atomica, quindi è considerato uno dei genitori della bomba nucleare.

Biografia di Niels Bohr

Niels Bohr è nato il 7 ottobre 1885 a Copenaghen, la capitale della Danimarca. Il padre di Niels era chiamato cristiano ed era professore di fisiologia all'Università di Copenaghen.

Da parte sua, la madre di Niels era Ellen Adler, che proveniva da una famiglia ricca, perché aveva influenza nel campo bancario danese. La situazione familiare di Niels gli ha permesso di avere accesso a un'istruzione considerata privilegiata in quel momento.

Studi

Niels Bohr era interessato alla fisica e lo ha studiato all'Università di Copenaghen, da cui ottenne un maestro in fisica nel 1911. Successivamente ha viaggiato in Inghilterra, dove ha studiato al Cavendish Laboratory dell'Università di Cambridge.

La principale motivazione a studiare è stata quella di ricevere la tutela di Joseph John Thomson, un chimico di origine inglese che ha ricevuto il premio Nobel nel 1906 per la scoperta dell'elettrone, in particolare a causa degli studi che ha fatto su come l'elettricità si muove attraverso i gas attraverso i gas gas.

L'intenzione di Bohr era di tradurre la sua tesi di dottorato in inglese, che era precisamente legata allo studio degli elettroni. Tuttavia, Thomson non ha mostrato un grande interesse per Bohr, motivo per cui quest'ultimo ha deciso di andarsene e si è preparato alla Manchester University.

Relazione con Ernest Rutherford

Mentre all'Università di Manchester, Niels Bohr ha avuto l'opportunità di condividere con il fisico britannico e il chimico Ernest Rutherford. Era stato anche assistente di Thomson e in seguito aveva vinto il premio Nobel.

Bohr ha imparato molto dalla mano di Rutherford, specialmente nel campo della radioattività e dei modelli Atom.

Con il passare del tempo, la collaborazione tra entrambi gli scienziati stava crescendo e un legame amichevole è cresciuto. Uno degli eventi in cui entrambi gli scienziati hanno interagito nel campo sperimentale era correlato al modello Atom proposto da Rutherford.

Questo modello era vero nel campo concettuale, ma non era possibile conceparlo inquadrandolo nelle leggi della fisica classica. Dato questo, Bohr ha osato dire che la ragione di ciò era che le dinamiche degli atomi non erano soggetti alle leggi della fisica classica.

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Nordic Institute of Theorical Physics

Niels Bohr era considerato un uomo timido e introverso, anche così una serie di saggi che pubblicò nel 1913 lo fece meritare un ampio riconoscimento nel campo scientifico, il che lo rendeva una persona pubblica riconosciuta. Questi saggi erano correlati alla loro concezione della struttura dell'atomo.

Nel 1916 Bohr viaggiò a Copenhague e lì, nella sua città natale, iniziò a insegnare fisica teorica all'Università di Copenaghen, dove si formava.

Mentre era in quella posizione e grazie alla fama che aveva precedentemente acquisito, Bohr ottenne abbastanza soldi per creare nel 1920 il Nordic Institute of Theorical Physics.

Il fisico danese ha diretto questo istituto dal 1921 al 1962, l'anno in cui è morto. Più tardi, questo istituto ha cambiato il suo nome ed è stato chiamato Niels Bohr Institute, in onore del suo fondatore. 

Molto presto, questo istituto divenne un riferimento per quanto riguarda le scoperte più importanti che venivano fatte al momento relative all'atomo e alla sua conformazione.

In breve tempo, il Nordic Institute of Teorical Physics era insieme ad altre università con una maggiore tradizione nell'area, come le università tedesche di Göttingen e Monaco.

Scuola di Copenaghen

Gli anni '20 furono molto importanti per Niels Bohr, poiché durante quegli anni emise due dei principi fondamentali delle sue teorie: il principio di corrispondenza, proposto nel 1923 e il principio di complementarità, aggiunto nel 1928.

I principi di cui sopra erano la base in cui iniziò a formarsi la scuola di meccanici quantistici di Copenaghen, chiamata anche interpretazione di Copenaghen.

Questa scuola ha trovato avverse in grandi scienziati come lo stesso Albert Einstein, che dopo l'opposizione a vari approcci, ha finito per riconoscere Niels Bohr come uno dei migliori ricercatori scientifici nel tempo.

D'altra parte, nel 1922 ricevette il premio Nobel in fisica per i suoi esperimenti legati alla ristrutturazione atomica, e nello stesso anno nacque il suo unico figlio, Aage Niels Bohr, che alla fine si formò nell'istituto che presiedette su Niels. Successivamente è diventato il suo direttore e, inoltre, nel 1975 ha ricevuto il premio Nobel in fisica.

Durante il 30 Bohr si stabilì negli Stati Uniti e si concentrò sul far conoscere la portata della fissione nucleare. In questo contesto fu quando Bohr decise la caratteristica fistabile che il plutonio aveva.

Alla fine di quel decennio, nel 1939, Bohr tornò a Copenaghen e ricevette la nomina del presidente della Royal Danish Academy of Sciences.

Seconda guerra mondiale

Nel 1940 Niels Bohr era a Copenaghen e, come conseguenza della seconda guerra mondiale, tre anni dopo fu costretto a fuggire in Svezia insieme alla sua famiglia, perché Bohr aveva origini ebraiche.

Dalla Svezia, Bohr ha viaggiato negli Stati Uniti. Lì si è stabilito e si è unito al team di collaborazione del progetto Manhattan, che ha prodotto la prima bomba atomica. Questo progetto è stato realizzato in un laboratorio la cui posizione era a Los Alamos, nel New Mexico, e durante la sua partecipazione a detto progetto Bohr ha cambiato il suo nome in Nicholas Baker.

Tornare a casa e alla morte

Alla fine della seconda guerra mondiale, Bohr tornò a Copenhague, dove fu di nuovo direttore del Nordic Institute of Teorical Physics e sostenne sempre l'applicazione dell'energia atomica con obiettivi utili, cercando efficienza in diversi processi.

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Questa inclinazione è perché Bohr era consapevole del grande danno che poteva causare ciò che ha scoperto, e allo stesso tempo sapeva che c'era un'utilità più costruttiva per questo tipo di potere così potente. Quindi, dagli anni '50 Niels Bohr si dedicò a lezioni focalizzate sull'uso pacifico dell'energia atomica.

Come accennato in precedenza, Bohr non è sfuggito all'entità dell'energia atomica, quindi oltre a sostenere il suo buon uso, ha anche stabilito che erano i governi che dovevano garantire che questa energia non fosse usata in modo distruttivo.

Questa nozione fu presentata nel 1951, in un manifesto che firmò più di cento ricercatori e famosi scienziati all'epoca.

Come conseguenza di questa azione e il suo precedente lavoro a favore dell'uso pacifico dell'energia atomica, nel 1957 la Ford Foundation ha assegnato gli Atomi per la pace, dati alle personalità che hanno cercato di promuovere l'uso positivo di questo tipo di energia.

Niels Bohr morì il 18 novembre 1962 a Copenaghen, a 77 anni.

Contributi e scoperte di Niels Bohr

Bohr e Albert Einstein

Modello e struttura dell'atomo

Il modello atomico di Niels Bohr è considerato uno dei suoi più grandi contributi al mondo della fisica e della scienza in generale. Fu il primo a esibire l'atomo come un nucleo caricato positivamente e circondato da elettroni in orbita.

Bohr è riuscito a scoprire il meccanismo di funzionamento interno di un atomo: gli elettroni sono in grado di orbitare in modo indipendente attorno al nucleo. Il numero di elettroni presenti nell'orbita esterna del nucleo determina le proprietà dell'elemento fisico.

Per ottenere questo modello atomico, Bohr ha applicato la teoria quantistica di Max Planck al modello atomico sviluppato da Rutherford, ottenendo di conseguenza il modello che gli è valso il premio Nobel. Bohr ha presentato la struttura atomica come un piccolo sistema solare.

Concetti quantistici a livello atomico

Ciò che ha portato il modello atomico di Bohr a essere considerato rivoluzionario, è stato il metodo che ha usato per ottenerlo: l'applicazione delle teorie della fisica quantistica e la sua interrelazione con fenomeni atomici.

Con queste applicazioni, Bohr è stato in grado di determinare i movimenti degli elettroni attorno al nucleo atomico, nonché cambiamenti nelle loro proprietà.

Allo stesso modo, attraverso questi concetti, potrebbe affrontare la nozione di come la materia è in grado di assorbire ed emettere luce dalle sue strutture interne più impercettibili.

Bohr-van Leeuwen Teorema Discovery

Il teorema di Bohr-van Leeuwen è un teorema applicato all'area meccanica. Ha lavorato per primo da Bohr nel 1911 e poi completato dalla fisica olandese Hendrika Johanna Van Leeuwen (1887-1974), l'applicazione di questo teorema è riuscita a differenziare la portata della fisica classica contro la fisica quantistica.

Il teorema stabilisce che la magnetizzazione risultante dall'applicazione di meccanici classici e meccanici statistici sarà sempre zero. Bohr e Van Leeuwen sono riusciti a intravedere alcuni concetti che potevano essere sviluppati solo attraverso la fisica quantistica.

Oggi il teorema di entrambi gli scienziati viene applicato con successo in settori come la fisica, l'elettromeccanica e l'ingegneria elettrica.

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Principio di complementarità

All'interno della meccanica quantistica, il principio di complementarità formulato da Bohr, che rappresenta un approccio teorico e risultante allo stesso tempo, sostiene che gli oggetti soggetti a processi quantistici hanno poteri complementari che non possono essere osservati o contemporaneamente.

Questo principio di complementarità nasce da un altro postulato sviluppato da Bohr: l'interpretazione di Copenaghen, fondamentale per le indagini sulla meccanica quantistica.

Interpretazione di Copenaghen

Con l'aiuto degli scienziati Max Born e Werner Heisenberg, Niels Bohr ha sviluppato questa interpretazione della meccanica quantistica, che ha permesso di chiarire alcuni degli elementi che rendono possibili i processi meccanici, nonché le loro differenze. Formulato nel 1927, è considerato un'interpretazione tradizionale.

Secondo l'interpretazione di Copenaghen, i sistemi fisici non hanno proprietà definite prima di sottomettersi alle misurazioni e la meccanica quantistica è in grado di prevedere solo le probabilità attraverso le quali le misurazioni effettuate produrranno alcuni risultati.

Struttura della tabella periodica

Dalla sua interpretazione del modello atomico, Bohr era in grado di strutturare la tavola periodica di elementi esistenti a quel tempo.

Poteva affermare che le proprietà chimiche e la capacità di collegamento di un elemento sono strettamente correlate al loro carico di valenza.

Le opere di Bohr applicate alla tavola periodica hanno dato origine allo sviluppo di un nuovo campo di chimica: chimica quantistica.

Allo stesso modo, l'elemento noto come Boro (Bohrium, BH), riceve il suo nome in omaggio a Niels Bohr.

Reazioni nucleari

Attraverso un modello proposto, Bohr è stato in grado di proporre e stabilire i meccanismi delle reazioni nucleari da un processo a due stadi.

Per bombardamento di particelle a bassa energia, si forma un nuovo nucleo di bassa stabilità che alla fine emetterà raggi gamma, mentre la sua integrità decade.

Questa scoperta di Bohr è stata considerata la chiave nell'area scientifica per molto tempo, fino a quando non è stata lavorata e migliorata, anni dopo, da suo figlio Aage Bohr.

Spiegazione della fissione nucleare

La fissione nucleare è un processo di reazione nucleare attraverso il quale il nucleo atomico inizia a dividersi in parti più piccole.

Questo processo è in grado di produrre grandi quantità di protoni e fotoni, rilasciando energia allo stesso tempo e costantemente.

Niels Bohr ha sviluppato un modello che ha permesso di spiegare il processo di fissione nucleare di alcuni elementi. Questo modello consisteva nell'osservazione di una goccia di liquido che rappresenterebbe la struttura del nucleo.

Allo stesso modo in cui la struttura integrale di un calo può essere separata in due parti simili, Bohr è riuscito a dimostrare che lo stesso può accadere con un nucleo atomico, essendo in grado di generare nuovi processi di formazione o deterioramento a livello atomico.

Riferimenti

1. Bohr, n. (1955). Uomo e scienze fisiche. Teoria: una rivista internazionale per la teoria, la storia e le basi della scienza, 3-8.
2. Lozada, r. S. (2008). Niels Bohr. Atto universitario, 36-39.
3. Media ab Nobel. (2014). Niels Bohr - Fatti. Ottenuto da Nobelprize.Org: Nobelprize.org
4. Savoie, b. (2014). Una prova rigorosa del teorema di Bohr-van Leeuwen nel limite semiiclassico. RMP, cinquanta.
5. I redattori di Enyclopædia Britannica. (17 del 2016). Modello composto-nucleo. Ottenuto dall'Enciclopedia Britannica: Britannica.com.