نيلز بور السيرة الذاتية والمساهمات

نيلز بور (1885-1962) كان عالم فيزياء دنماركي حصل على جائزة نوبل في الفيزياء في عام 1922 ، لأبحاثه المتعلقة بهيكل الذرات ومستويات الإشعاع. نشأ وتعلم في الأراضي الأوروبية ، في أرقى جامعات اللغة الإنجليزية ، وكان بوهر أيضًا باحثًا شهيرًا وفضوليًا في الفلسفة.

كان يعمل إلى جانب علماء مشهورين آخرين وحائزين على جائزة نوبل ، مثل جي. طومسون وإرنست راذرفورد ، اللذان شجعاه على مواصلة أبحاثه في المجال الذري.

أدى اهتمام بوهر بالهيكل الذري إلى الانتقال بين الجامعات لإيجاد واحدة منحته مساحة لتطوير أبحاثه وفقًا لشروطه.

بدأ نيلز بور من الاكتشافات التي قام بها راذرفورد لمواصلة تطويرها حتى يتمكن من طباعة بصمة خاصة بهم.

جاء بوهر لأسرة تضم أكثر من ستة أطفال ، وكان مدرسًا للفضائل العلمية الأخرى مثل فيرنر هايزنبرغ ورئيس الأكاديمية الملكية الدنماركية للعلوم ، فضلاً عن عضو في الأكاديميات العلمية الأخرى حول العالم.

مؤشر

• 1 السيرة الذاتية
  • 1.1 الدراسات
  • 1.2 العلاقة مع إرنست راذرفورد
  • 1.3 معهد الشمال للفيزياء النظرية
  • 1.4 مدرسة كوبنهاغن
  • 1.5 الحرب العالمية الثانية
  • 1.6 العودة إلى المنزل والموت
• 2 مساهمات واكتشافات من نيلز بور
  • 2.1 نموذج وهيكل الذرة
  • 2.2 مفاهيم الكم على المستوى الذري
  • 2.3 اكتشاف نظرية بور فان ليوين
  • 2.4 مبدأ التكامل
  • 2.5 تفسير كوبنهاغن
  • 2.6 هيكل الجدول الدوري
  • 2.7 التفاعلات النووية
  • 2.8 شرح الانشطار النووي
• 3 المراجع

سيرة

ولد نيلز بور في 7 أكتوبر 1885 في كوبنهاغن ، عاصمة الدنمارك. كان والد نيلز مسيحيًا وكان أستاذًا لعلم وظائف الأعضاء في جامعة كوبنهاغن.

من ناحية أخرى ، كانت والدة نيلز إيلين أدلر ، التي كانت عائلتها تتمتع بامتياز اقتصادي ، ولها تأثير في البيئة المصرفية الدنماركية. سمحت له حالة أسرة نيلز بالحصول على تعليم يعتبر متميزًا في ذلك الوقت.

دراسات

أصبح نيلز بور مهتمًا بالفيزياء ، ودرس في جامعة كوبنهاغن ، وحصل منها على درجة الماجستير في الفيزياء في عام 1911. ثم سافر بعد ذلك إلى إنجلترا ، حيث درس في مختبر كافنديش بجامعة كامبريدج.

كان الدافع الرئيسي للدراسة هناك هو الحصول على وصاية جوزيف جون طومسون ، الكيميائي من أصل إنكليزي الذي حصل على جائزة نوبل في عام 1906 لاكتشاف الإلكترون ، وعلى وجه التحديد للدراسات التي أجراها حول كيفية انتقال الكهرباء عبر الغازات.

كان نية بوهر ترجمة أطروحة الدكتوراه إلى اللغة الإنجليزية ، والتي كانت مرتبطة بدقة بدراسة الإلكترونات. ومع ذلك ، لم يُظهر تومسون أي اهتمام حقيقي بوهر ، ولهذا السبب قرر الأخير المغادرة وترك طريقه نحو جامعة مانشستر.

العلاقة مع إرنست راذرفورد

أثناء وجوده في جامعة مانشستر ، أتيحت لـ نيلز بور الفرصة للمشاركة مع الفيزيائي والكيميائي البريطاني إرنست روثرفورد. وكان أيضًا مساعدًا لطومسون وفاز بعد ذلك بجائزة نوبل. تعلم بوهر الكثير من يد راذرفورد ، خاصة في مجال النشاط الإشعاعي ونماذج الذرة.

مع مرور الوقت ، كان التعاون بين العالمين ينمو ونمت روابطهما الودية. أحد الأحداث التي تفاعل فيها كلا العلماء في المجال التجريبي كانت مرتبطة بنموذج الذرة الذي اقترحه راذرفورد.

كان هذا النموذج صحيحًا في المجال المفاهيمي ، لكن لم يكن من الممكن تصوره عن طريق وضعه في قوانين الفيزياء الكلاسيكية. بالنظر إلى هذا ، تجرأ بوهر أن يقول إن السبب في ذلك هو أن ديناميات الذرات لم تخضع لقوانين الفيزياء الكلاسيكية.

معهد الشمال للفيزياء النظرية

اعتُبر نيلز بور رجلًا خجولًا وانطوائيًا ، إلا أن سلسلة من المقالات المنشورة في عام 1913 أكسبته شهرة واسعة في المجال العلمي ، مما جعله شخصية عامة معروفة. هذه المقالات كانت مرتبطة بتصوره لهيكل الذرة.

في عام 1916 سافر بوهر إلى كوبنهاغن وهناك ، في مسقط رأسه ، بدأ في تقديم دروس في الفيزياء النظرية بجامعة كوبنهاجن ، موطن الدراسات التي تم تشكيلها فيها.

كونه في هذا المنصب وبفضل الشهرة التي اكتسبتها سابقًا ، حصل بوهر على المال الكافي الذي كان ضروريًا لإنشاء معهد الشمال للفيزياء النظرية في عام 1920.

قاد الفيزيائي الدنماركي هذا المعهد من عام 1921 إلى عام 1962 ، وهو العام الذي توفي فيه. في وقت لاحق ، قام المعهد بتغيير اسمه وكان اسمه معهد نيلز بور ، على شرف مؤسسها. 

قريباً جداً ، أصبح هذا المعهد مرجعًا من حيث أهم الاكتشافات التي تم إجراؤها في الوقت المناسب للذرة وتشكلها.

في وقت قصير ، كان معهد الشمال للفيزياء النظرية على قدم المساواة مع جامعات أخرى ذات تقاليد أكثر في المنطقة ، مثل جامعات غوتنغن الألمانية وميونيخ.

مدرسة كوبنهاغن

كانت فترة العشرينات من القرن العشرين مهمة للغاية بالنسبة إلى نيلز بور ، حيث أصدر خلال تلك السنوات اثنين من المبادئ الأساسية لنظرياته: مبدأ المراسلات ، الصادر في عام 1923 ، ومبدأ التكامل ، أضيف في عام 1928.

كانت المبادئ المذكورة أعلاه هي الأساس الذي بدأت عليه مدرسة كوبنهاجن لميكانيكا الكم ، والتي تسمى أيضًا تفسير كوبنهاغن..

وجدت هذه المدرسة سلبية في العلماء العظماء مثل ألبرت أينشتاين نفسه ، أنه بعد المعارضة قبل المعارض المتنوعة ، انتهى بها الأمر إلى الاعتراف نيلز بور مثل واحد من أفضل الباحثين العلميين في ذلك الوقت.

من ناحية أخرى ، في عام 1922 حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عن تجاربه المتعلقة بإعادة الهيكلة الذرية ، وفي نفس العام ولد ابنه الوحيد ، آيج نيلز بور ، الذي تدرب في النهاية في المعهد الذي ترأسه نيلز. أصبح فيما بعد مديرها ، وبالإضافة إلى ذلك ، في عام 1975 حصل على جائزة نوبل في الفيزياء.

خلال 30s استقر بوهر في الولايات المتحدة وركز على نشر مجال الانشطار النووي. في هذا السياق ، حدد بوهر الخاصية الانشطارية للبلوتونيوم.

في نهاية ذلك العقد ، في عام 1939 ، عاد بوهر إلى كوبنهاغن وتولى تعيين رئيس الأكاديمية الملكية الدنماركية للعلوم.

الحرب العالمية الثانية

في عام 1940 ، كان نيلز بور في كوبنهاغن ، ونتيجة للحرب العالمية الثانية ، وبعد ثلاث سنوات ، اضطر إلى الفرار إلى السويد مع عائلته ، لأن بور كان له أصول يهودية..

من السويد ، سافر بور إلى الولايات المتحدة. هناك استقر وانضم إلى فريق التعاون في مشروع مانهاتن ، الذي أنتج أول قنبلة ذرية. تم تنفيذ هذا المشروع في مختبر يقع في لوس ألاموس في نيو مكسيكو ، وخلال مشاركتها في هذا المشروع غيرت شركة بور اسمها ليصبح نيكولاس بيكر.

العودة إلى المنزل والموت

في نهاية الحرب العالمية الثانية ، عاد بوهر إلى كوبنهاغن ، حيث عمل مرة أخرى مديراً لمعهد الشمال للفيزياء النظرية ودافع دائمًا عن تطبيق الطاقة الذرية بأهداف مفيدة ، ويسعى دائمًا إلى تحقيق الكفاءة في عمليات مختلفة.

هذا الميل يرجع إلى أن بوهر كان على دراية بالضرر الكبير الذي يمكن أن يحدث بسبب ما اكتشفه ، وفي الوقت نفسه كان يعلم أن هناك استخدامًا بناءً لهذا النوع القوي من الطاقة. ثم ، منذ الخمسينيات ، كرس نيلز بور نفسه لإلقاء محاضرات تركز على الاستخدام السلمي للطاقة الذرية.

كما ذكرنا سابقًا ، لم يفوت بوهر حجم الطاقة الذرية ، لذا بالإضافة إلى الدعوة لاستخدامها بشكل مناسب ، فقد نص أيضًا على أن الحكومات هي التي اضطرت إلى التأكد من عدم استخدام هذه الطاقة بطريقة مدمرة..

تم تقديم هذه الفكرة في عام 1951 ، في بيان تم توقيعه من قبل أكثر من مائة باحث وعلم مشهور في ذلك الوقت.

نتيجة لهذا الإجراء ، ولعمله السابق لصالح الاستخدام السلمي للطاقة الذرية ، منحته مؤسسة فورد في عام 1957 جائزة Atoms for Peace ، الممنوحة للشخصيات التي سعت إلى تشجيع الاستخدام الإيجابي لهذا النوع من الطاقة..

توفي نيلز بور في 18 نوفمبر 1962 ، في كوبنهاغن ، مسقط رأسه ، عن 77 عامًا.

مساهمات واكتشافات نيلز بور

نموذج وهيكل الذرة

يعتبر النموذج الذري ل نيلز بور أحد أعظم مساهماته في عالم الفيزياء والعلوم بشكل عام. كان أول من عرض الذرة كنواة موجبة الشحنة ومحاط بالإلكترونات التي تدور حولها.

تمكن بوهر من اكتشاف آلية التشغيل الداخلي للذرة: الإلكترونات قادرة على المدار بشكل مستقل حول النواة. يحدد عدد الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي للنواة خصائص العنصر المادي.

للحصول على هذا النموذج الذري ، طبق بوهر نظرية الكم لماكس بلانك على النموذج الذري الذي طوره راذرفورد ، ونتيجة لذلك حصل على النموذج الذي حصل عليه على جائزة نوبل. قدم بور التركيب الذري كنظام شمسي صغير.

مفاهيم الكم على المستوى الذري

إن ما جعل نموذج بوهر الذري يعتبر ثوريًا هو الطريقة التي استخدمها لتحقيقه: تطبيق نظريات فيزياء الكم وعلاقتها بالظواهر الذرية.

مع هذه التطبيقات ، كان بوهر قادرًا على تحديد حركات الإلكترونات حول النواة الذرية ، وكذلك التغيرات في خصائصها.

بنفس الطريقة ، من خلال هذه المفاهيم ، كان قادرًا على الحصول على فكرة عن كيفية قدرة المادة على امتصاص وإصدار الضوء من أكثر هياكلها الداخلية غير المحسوسة..

اكتشاف نظرية بور فان ليوين

نظرية Bohr-van Leeuwen هي نظرية تطبق على مجال الميكانيكا. عملت لأول مرة من قبل بوهر في عام 1911 ثم استكملها فان Leeuwen ، تمكن تطبيق هذه النظرية لتمييز نطاق الفيزياء الكلاسيكية من فيزياء الكم.

تنص النظرية على أن المغناطيسية الناتجة عن تطبيق الميكانيكا الكلاسيكية والميكانيكا الإحصائية ستكون دائمًا صفرية. تمكن بوهر وفان ليووين من إلقاء نظرة على بعض المفاهيم التي لا يمكن تطويرها إلا من خلال فيزياء الكم.

يتم اليوم تطبيق نظرية كلا العلماء بنجاح في مجالات مثل فيزياء البلازما ، والكهروميكانيكية والهندسة الكهربائية.

مبدأ التكامل

في إطار ميكانيكا الكم ، يجادل مبدأ التكامل الذي صاغه بوهر ، والذي يمثل مقاربة نظرية وينتج في الوقت نفسه ، أن الأشياء التي تخضع لعمليات كمي لها سمات تكميلية لا يمكن ملاحظتها أو التوسط فيها في وقت واحد..

وُلد مبدأ التكامل هذا من افتراض آخر وضعه بوهر: تفسير كوبنهاغن ؛ أساسي للتحقيق في ميكانيكا الكم.

تفسير كوبنهاغن

بمساعدة العلماء ماكس بورن وفيرنر هايزنبرغ ، طور نيلز بور هذا التفسير لميكانيكا الكم ، والذي سمح بتوضيح بعض العناصر التي تجعل العمليات الميكانيكية ممكنة ، وكذلك اختلافاتهم. وضعت في عام 1927 ، ويعتبر التفسير التقليدي.

وفقًا لتفسير كوبنهاغن ، لا تملك الأنظمة الفيزيائية خواص محددة قبل إخضاعها للقياسات ، ولا تستطيع ميكانيكا الكم سوى التنبؤ بالاحتمالات التي ستؤدي بها القياسات التي تمخضت عن نتائج معينة.

هيكل الجدول الدوري

من خلال تفسيره للنموذج الذري ، تمكن بوهر من تكوين جدول دوري للعناصر الموجودة في ذلك الوقت بطريقة أكثر تفصيلاً.

لقد كان قادرًا على التأكيد على أن الخواص الكيميائية وقدرة الترابط لعنصر ترتبط ارتباطًا وثيقًا بحمل التكافؤ.

قدمت أعمال بوهر المطبقة على الجدول الدوري قدمًا لتطوير مجال جديد للكيمياء: كيمياء الكم.

بنفس الطريقة ، فإن العنصر المعروف باسم Boro (Bohrium ، Bh) ، يحصل على اسمه تكريما من نيلز بور.

ردود الفعل النووية

من خلال نموذج مقترح ، كان بوهر قادرًا على اقتراح وإنشاء آليات ردود الفعل النووية من خلال عملية من مرحلتين.

من خلال قصف جزيئات منخفضة الطاقة ، يتم تشكيل قلب جديد منخفض الاستقرار ينبعث في النهاية أشعة غاما ، بينما تتحلل سلامتها.

هذا الاكتشاف لبهر يعتبر مفتاحًا في المجال العلمي لفترة طويلة ، حتى تم تحسينه ، بعد سنوات ، من قبل أحد أبنائه ، Aage Bohr.

شرح الانشطار النووي

الانشطار النووي هو عملية تفاعل نووي تبدأ من خلالها النواة الذرية في الانقسام إلى أجزاء أصغر.

هذه العملية قادرة على إنتاج كميات كبيرة من البروتونات والفوتونات ، وإطلاق الطاقة في الوقت نفسه وبشكل مستمر.

طور نيلز بور نموذجًا سمح لشرح عملية الانشطار النووي لبعض العناصر. يتكون هذا النموذج من مراقبة قطرة سائلة تمثل بنية النواة.

بنفس الطريقة التي يمكن بها فصل الهيكل المتكامل للهبوط إلى جزأين متشابهين ، تمكن بوهر من إثبات أن نفس الشيء يمكن أن يحدث مع نواة ذرية ، لتكون قادرة على توليد عمليات جديدة للتكوين أو التدهور على المستوى الذري..

مراجع

1. بور ، ن. (1955). الرجل والعلوم الفيزيائية. Theoria: مجلة دولية للنظرية والتاريخ وأسس العلوم, 03.08.
2. لوزادا ، ر. س. (2008). نيلز بور. قانون الجامعة, 36-39.
3. نوبل ميديا ​​أب. (2014). نيلز بور - حقائق. تم الاسترجاع من Nobelprize.org: nobelprize.org
4. سافوي ، ب. (2014). دليل صارم على نظرية بور فان ليوين في الحد شبه الحدودي. RMP, 50.
5. محرري الموسوعة البريطانية. (17 نوفمبر 2016). نموذج مركب النواة. تم الاسترجاع من موسوعة بريتانيكا: britannica.com.