NIELS BOHR: ชีวประวัติและผลงาน - วิทยาศาสตร์ - 2026

Niels Bohr (1885-1962) เป็นนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปีพ. ศ. 2465 จากงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของอะตอมและระดับการแผ่รังสี Bohr เป็นนักวิจัยที่มีชื่อเสียงและได้รับการศึกษาในดินแดนยุโรปในมหาวิทยาลัยที่มีชื่อเสียงที่สุดในอังกฤษ

เขาทำงานร่วมกับนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงคนอื่น ๆ และผู้ได้รับรางวัลโนเบลเช่น JJ Thompson และ Ernest Rutherford ซึ่งสนับสนุนให้เขาทำการวิจัยในสาขาปรมาณูต่อไป

ความสนใจของ Bohr ในโครงสร้างอะตอมทำให้เขาต้องเลื่อนไปมาระหว่างมหาวิทยาลัยเพื่อค้นหามหาวิทยาลัยที่จะทำให้เขามีพื้นที่ในการพัฒนางานวิจัยตามเงื่อนไขของเขาเอง

นีลส์บอร์เริ่มต้นจากการค้นพบของรัทเทอร์ฟอร์ดและยังคงพัฒนาสิ่งเหล่านี้ต่อไปจนกว่าเขาจะสามารถสร้างรอยประทับของตัวเองลงไปได้

Bohr มีครอบครัวที่มีลูกมากกว่าหกคนเป็นครูสอนพิเศษของผู้มีชื่อเสียงทางวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ เช่น Werner Heisenberg และประธาน Royal Danish Academy of Sciences รวมถึงสมาชิกของสถาบันวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ทั่วโลก

ชีวประวัติ

นีลส์บอร์เกิดเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม พ.ศ. 2428 ในโคเปนเฮเกนเมืองหลวงของเดนมาร์ก พ่อของนีลส์มีชื่อว่าคริสเตียนและเขาเป็นศาสตราจารย์ด้านสรีรวิทยาที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน

ในส่วนของเธอแม่ของนีลส์คือเอลเลนแอดเลอร์ซึ่งครอบครัวของเธอมีสิทธิพิเศษทางเศรษฐกิจและมีอิทธิพลในสภาพแวดล้อมการธนาคารของเดนมาร์ก สถานการณ์ในครอบครัวของ Niels ทำให้เขาสามารถเข้าถึงการศึกษาที่ถือว่ามีสิทธิพิเศษในเวลานั้น

การศึกษา

นีลส์บอร์เริ่มสนใจฟิสิกส์และศึกษาเรื่องนี้ที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนซึ่งเขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโทสาขาฟิสิกส์ในปี 2454 ต่อมาเขาเดินทางไปอังกฤษซึ่งเขาศึกษาที่ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

แรงจูงใจหลักในการเรียนที่นั่นคือการได้รับการปกครองของโจเซฟจอห์นทอมสันนักเคมีชาวอังกฤษที่ได้รับรางวัลโนเบลในปี 2449 จากการค้นพบอิเล็กตรอนโดยเฉพาะสำหรับการศึกษาที่เขาทำเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าผ่านก๊าซ .

ความตั้งใจของบอร์คือการแปลวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขาเป็นภาษาอังกฤษซึ่งเกี่ยวข้องกับการศึกษาอิเล็กตรอน อย่างไรก็ตาม Thomson ไม่ได้แสดงความสนใจอย่างแท้จริงใน Bohr ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้คนหลังตัดสินใจออกจากที่นั่นและตั้งหลักสูตรของเขาที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์

ความสัมพันธ์กับเออร์เนสต์รัทเทอร์ฟอร์ด

ขณะอยู่ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์นีลส์บอร์มีโอกาสแบ่งปันกับเออร์เนสต์รัทเทอร์ฟอร์ดนักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอังกฤษ เขายังเคยเป็นผู้ช่วยของทอมสันและได้รับรางวัลโนเบลในเวลาต่อมา บอร์ได้เรียนรู้มากมายจากรัทเทอร์ฟอร์ดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านกัมมันตภาพรังสีและแบบจำลองของอะตอม

เมื่อเวลาผ่านไปความร่วมมือระหว่างนักวิทยาศาสตร์ทั้งสองก็เติบโตขึ้นและมิตรภาพของพวกเขาก็เติบโตขึ้น หนึ่งในเหตุการณ์ที่นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองมีปฏิสัมพันธ์กันในสนามทดลองเกี่ยวข้องกับแบบจำลองของอะตอมที่รัทเทอร์ฟอร์ดเสนอ

แบบจำลองนี้เป็นจริงในสนามแนวความคิด แต่ไม่สามารถคิดได้โดยวางกรอบไว้ในกฎของฟิสิกส์คลาสสิก ด้วยเหตุนี้บอร์จึงกล้าพูดว่าเหตุผลนี้ก็คือพลวัตของอะตอมไม่ได้อยู่ภายใต้กฎของฟิสิกส์คลาสสิก

สถาบันนอร์ดิกสำหรับฟิสิกส์เชิงทฤษฎี

นีลส์บอร์ถือเป็นคนขี้อายและเก็บตัว แต่บทความชุดหนึ่งที่เขาตีพิมพ์ในปี 2456 ทำให้เขาได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในสาขาวิทยาศาสตร์ซึ่งทำให้เขาเป็นที่รู้จักในวงกว้าง บทความเหล่านี้เกี่ยวข้องกับความคิดของเขาเกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอม

ในปีพ. ศ. 2459 บอร์เดินทางไปโคเปนเฮเกนและที่นั่นในบ้านเกิดของเขาเขาเริ่มสอนฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนซึ่งเขาศึกษาอยู่

เมื่ออยู่ในตำแหน่งนั้นและต้องขอบคุณชื่อเสียงที่ได้มาก่อนหน้านี้บอร์ได้รับเงินเพียงพอที่จำเป็นในการสร้างสถาบันฟิสิกส์ทฤษฎีแห่งนอร์ดิกในปี พ.ศ. 2463

นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กเป็นผู้กำกับสถาบันนี้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2464 ถึง พ.ศ. 2505 ซึ่งเป็นปีที่เขาเสียชีวิต ต่อมาสถาบันได้เปลี่ยนชื่อและใช้ชื่อว่า Niels Bohr Institute เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้ก่อตั้ง

ในไม่ช้าสถาบันนี้ก็กลายเป็นแหล่งอ้างอิงในแง่ของการค้นพบที่สำคัญที่สุดที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่เกี่ยวข้องกับอะตอมและโครงสร้างของมัน

ในช่วงเวลาสั้น ๆ สถาบันนอร์ดิกเพื่อฟิสิกส์เชิงทฤษฎีอยู่ในระดับเดียวกับมหาวิทยาลัยอื่น ๆ ที่มีประเพณีมากกว่าในพื้นที่เช่นมหาวิทยาลัยGöttingenและมิวนิกของเยอรมัน

โรงเรียนโคเปนเฮเกน

ปี ค.ศ. 1920 มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อนีลส์บอร์เนื่องจากในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเขาได้ออกหลักการพื้นฐานสองประการของทฤษฎีของเขา: หลักการของการติดต่อซึ่งออกในปีพ. ศ. 2466 และหลักการของการเสริมกันเพิ่มในปีพ. ศ. 2471

หลักการดังกล่าวเป็นพื้นฐานที่โรงเรียนกลศาสตร์ควอนตัมโคเปนเฮเกนหรือที่เรียกว่าการตีความโคเปนเฮเกนเริ่มก่อตัวขึ้น

โรงเรียนแห่งนี้พบฝ่ายตรงข้ามในนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่เช่นอัลเบิร์ตไอน์สไตน์เองซึ่งหลังจากต่อต้านแนวทางต่างๆจบลงด้วยการยอมรับว่านีลส์บอร์เป็นหนึ่งในนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุดในยุคนั้น

ในทางกลับกันในปี 1922 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์จากการทดลองที่เกี่ยวข้องกับการปรับโครงสร้างอะตอมและในปีเดียวกันนั้นเอง Aage Niels Bohr ลูกชายคนเดียวของเขาก็เกิดซึ่งในที่สุดเขาก็เรียนที่สถาบันที่ Niels เป็นประธาน ต่อมาเขาได้เป็นผู้อำนวยการและนอกจากนี้ในปี พ.ศ. 2518 เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์

ในช่วงทศวรรษที่ 1930 บอร์ตั้งรกรากอยู่ในสหรัฐอเมริกาและมุ่งเน้นไปที่การเผยแพร่ด้านนิวเคลียร์ฟิชชัน ในบริบทนี้บอร์ได้กำหนดลักษณะการแตกตัวของพลูโตเนียม

ในตอนท้ายของทศวรรษนั้นในปีพ. ศ. 2482 บอร์กลับมาที่โคเปนเฮเกนและได้รับการแต่งตั้งให้เป็นประธานของ Royal Danish Academy of Sciences

สงครามโลกครั้งที่สอง

ในปีพ. ศ. 2483 นีลส์บอร์อยู่ในโคเปนเฮเกนและอันเป็นผลมาจากสงครามโลกครั้งที่สองสามปีต่อมาเขาถูกบังคับให้หนีไปสวีเดนพร้อมกับครอบครัวของเขาเนื่องจากบอร์มีต้นกำเนิดเป็นชาวยิว

จากสวีเดนบอร์เดินทางไปสหรัฐอเมริกา ที่นั่นเขาตั้งรกรากและเข้าร่วมทีมความร่วมมือสำหรับโครงการแมนฮัตตันซึ่งผลิตระเบิดปรมาณูลูกแรก โครงการนี้ดำเนินการในห้องปฏิบัติการที่ตั้งอยู่ในลอสอลามอสรัฐนิวเม็กซิโกและในระหว่างที่เขาเข้าร่วมในโครงการดังกล่าวบอร์ได้เปลี่ยนชื่อเป็นนิโคลัสเบเกอร์

การกลับบ้านและความตาย

ในตอนท้ายของสงครามโลกครั้งที่สองบอร์กลับมาที่โคเปนเฮเกนซึ่งเขาได้ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสถาบันนอร์ดิกเพื่อฟิสิกส์เชิงทฤษฎีอีกครั้งและสนับสนุนการประยุกต์ใช้พลังงานปรมาณูโดยมีวัตถุประสงค์ที่เป็นประโยชน์เสมอโดยแสวงหาประสิทธิภาพในกระบวนการต่างๆ

ความโน้มเอียงนี้เกิดจากการที่บอร์ตระหนักถึงความเสียหายครั้งใหญ่ที่อาจเกิดจากสิ่งที่เขาค้นพบและในขณะเดียวกันเขาก็รู้ว่ามียูทิลิตี้ที่สร้างสรรค์กว่าสำหรับพลังงานทรงพลังประเภทนี้ ดังนั้นในช่วงทศวรรษ 1950 นีลส์บอร์จึงอุทิศตนให้กับการประชุมที่มุ่งเน้นไปที่การใช้พลังงานปรมาณูอย่างสันติ

ดังที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้บอร์ไม่พลาดขนาดของพลังงานปรมาณูดังนั้นนอกเหนือจากการสนับสนุนให้มีการใช้อย่างเหมาะสมแล้วเขายังระบุด้วยว่ารัฐบาลเป็นผู้ที่ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าพลังงานนี้ไม่ได้ถูกนำไปใช้ในทางทำลายล้าง

แนวคิดนี้ได้รับการแนะนำในปีพ. ศ. 2494 ในแถลงการณ์ที่ลงนามโดยนักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงมากกว่าร้อยคนในเวลานั้น

อันเป็นผลมาจากการกระทำนี้และผลงานก่อนหน้านี้ของเขาที่สนับสนุนการใช้พลังงานปรมาณูอย่างสันติในปี 1957 มูลนิธิฟอร์ดได้มอบรางวัล Atoms for Peace ให้กับเขาซึ่งมอบให้กับบุคคลที่ต้องการส่งเสริมการใช้พลังงานประเภทนี้ในเชิงบวก

นีลส์บอร์เสียชีวิตเมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายน พ.ศ. 2505 ในบ้านเกิดของเขาที่โคเปนเฮเกนด้วยวัย 77 ปี

การมีส่วนร่วมและการค้นพบของ Niels Bohr

บอร์และอัลเบิร์ตไอน์สไตน์

แบบจำลองและโครงสร้างของอะตอม

แบบจำลองอะตอมของ Niels Bohr ถือเป็นหนึ่งในผลงานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเขาต่อโลกของฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์โดยทั่วไป เขาเป็นคนแรกที่จัดแสดงอะตอมเป็นนิวเคลียสที่มีประจุบวกล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนที่โคจรอยู่

บอร์สามารถค้นพบกลไกการทำงานภายในของอะตอม: อิเล็กตรอนสามารถโคจรรอบนิวเคลียสได้อย่างอิสระ จำนวนอิเล็กตรอนที่อยู่ในวงโคจรด้านนอกของนิวเคลียสเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติขององค์ประกอบทางกายภาพ

เพื่อให้ได้แบบจำลองอะตอมนี้บอร์ได้ใช้ทฤษฎีควอนตัมของ Max Planck กับแบบจำลองอะตอมที่พัฒนาโดยรัทเทอร์ฟอร์ดซึ่งเป็นผลมาจากแบบจำลองที่ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบล บอร์นำเสนอโครงสร้างอะตอมเป็นระบบสุริยะขนาดเล็ก

แนวคิดควอนตัมในระดับอะตอม

สิ่งที่ทำให้แบบจำลองอะตอมของบอร์ถูกพิจารณาว่าเป็นการปฏิวัติคือวิธีการที่เขาใช้เพื่อบรรลุมันนั่นคือการประยุกต์ใช้ทฤษฎีฟิสิกส์ควอนตัมและความสัมพันธ์ระหว่างพวกมันกับปรากฏการณ์อะตอม

ด้วยการใช้งานเหล่านี้บอร์สามารถตรวจสอบการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสของอะตอมรวมถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของมัน

ในทำนองเดียวกันด้วยแนวคิดเหล่านี้เขาสามารถเข้าใจว่าสสารมีความสามารถในการดูดซับและเปล่งแสงจากโครงสร้างภายในที่มองไม่เห็นได้อย่างไร

การค้นพบทฤษฎีบทบอร์ - แวนลีอูเวน

ทฤษฎีบทบอร์ - แวนลีอูเวนเป็นทฤษฎีบทที่ใช้กับกลศาสตร์ งานแรกโดย Bohr ในปี 1911 และต่อมาเสริมโดย van Leeuwen การประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทนี้สามารถแยกขอบเขตของฟิสิกส์คลาสสิกออกจากฟิสิกส์ควอนตัมได้

ทฤษฎีบทกล่าวว่าการดึงดูดที่เกิดจากการประยุกต์ใช้กลศาสตร์คลาสสิกและกลศาสตร์เชิงสถิติจะเป็นศูนย์เสมอ Bohr และ van Leeuwen สามารถมองเห็นแนวคิดบางอย่างที่สามารถพัฒนาได้ผ่านฟิสิกส์ควอนตัมเท่านั้น

ปัจจุบันทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์ทั้งสองถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในสาขาต่างๆเช่นฟิสิกส์ของพลาสมากลศาสตร์ไฟฟ้าและวิศวกรรมไฟฟ้า

หลักการเสริมกัน

ภายในกลศาสตร์ควอนตัมหลักการของความสมบูรณ์ที่กำหนดโดย Bohr ซึ่งแสดงถึงแนวทางเชิงทฤษฎีและผลลัพธ์ในเวลาเดียวกันรักษาว่าวัตถุที่อยู่ภายใต้กระบวนการควอนตัมมีคุณลักษณะเสริมที่ไม่สามารถสังเกตหรือวัดได้พร้อมกัน

หลักการของความสมบูรณ์แบบนี้เกิดจากอีกนัยหนึ่งที่พัฒนาโดยบอร์: การตีความโคเปนเฮเกน; พื้นฐานของการวิจัยกลศาสตร์ควอนตัม

การตีความโคเปนเฮเกน

ด้วยความช่วยเหลือของนักวิทยาศาสตร์ Max Born และ Werner Heisenberg Niels Bohr ได้พัฒนาการตีความกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งทำให้สามารถอธิบายองค์ประกอบบางอย่างที่ทำให้กระบวนการทางกลเป็นไปได้รวมทั้งความแตกต่าง ก่อตั้งขึ้นในปีพ. ศ. 2470 ถือเป็นการตีความแบบดั้งเดิม

ตามการตีความของโคเปนเฮเกนระบบทางกายภาพไม่มีคุณสมบัติที่แน่นอนก่อนที่จะทำการวัดและกลศาสตร์ควอนตัมสามารถทำนายความน่าจะเป็นที่การวัดที่ทำขึ้นจะให้ผลลัพธ์บางอย่างเท่านั้น

โครงสร้างของตารางธาตุ

จากการตีความแบบจำลองอะตอมของเขาบอร์สามารถจัดโครงสร้างตารางธาตุที่มีอยู่ในเวลานั้นได้อย่างละเอียดยิ่งขึ้น

เขาสามารถระบุได้ว่าคุณสมบัติทางเคมีและความสามารถในการยึดเกาะขององค์ประกอบมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับประจุไฟฟ้าของมัน

งานของบอร์ที่นำไปใช้กับตารางธาตุนำไปสู่การพัฒนาสาขาเคมีใหม่นั่นคือเคมีควอนตัม

ในทำนองเดียวกันองค์ประกอบที่เรียกว่าโบรอน (Bohrium, Bh) ได้รับชื่อเพื่อแสดงความเคารพต่อ Niels Bohr

ปฏิกิริยานิวเคลียร์

การใช้แบบจำลองที่นำเสนอบอร์สามารถเสนอและสร้างกลไกของปฏิกิริยานิวเคลียร์จากกระบวนการสองขั้นตอน

ด้วยการทิ้งอนุภาคพลังงานต่ำจะเกิดนิวเคลียสใหม่ที่มีความเสถียรต่ำซึ่งจะปล่อยรังสีแกมมาออกมาในที่สุดในขณะที่ความสมบูรณ์ของมันจะสลายไป

การค้นพบนี้โดย Bohr ถือเป็นกุญแจสำคัญในวงการวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานานจนกระทั่งมันได้รับการปรับปรุงและพัฒนาขึ้นในอีกหลายปีต่อมาโดย Aage Bohr ลูกชายคนหนึ่งของเขา

คำอธิบายของฟิชชันนิวเคลียร์

นิวเคลียร์ฟิชชันเป็นกระบวนการปฏิกิริยานิวเคลียร์โดยนิวเคลียสของอะตอมจะเริ่มแบ่งออกเป็นส่วนย่อย ๆ

กระบวนการนี้สามารถผลิตโปรตอนและโฟตอนจำนวนมากปล่อยพลังงานในเวลาเดียวกันและตลอดเวลา

Niels Bohr ได้พัฒนาแบบจำลองที่ทำให้สามารถอธิบายกระบวนการนิวเคลียร์ฟิชชันขององค์ประกอบบางอย่างได้ แบบจำลองนี้ประกอบด้วยการสังเกตหยดของเหลวที่จะแสดงโครงสร้างของนิวเคลียส

ในลักษณะเดียวกับที่โครงสร้างที่สำคัญของหยดสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนที่คล้ายกันบอร์สามารถแสดงให้เห็นว่าสิ่งเดียวกันนี้สามารถเกิดขึ้นได้กับนิวเคลียสของอะตอมซึ่งสามารถสร้างกระบวนการก่อตัวใหม่หรือการเสื่อมสภาพในระดับอะตอม

อ้างอิง

1. บอร์, N. (1955). มนุษย์และวิทยาศาสตร์กายภาพ. Theoria: วารสารนานาชาติสำหรับทฤษฎีประวัติศาสตร์และรากฐานของวิทยาศาสตร์ 3-8
2. โลซาด้า, RS (2008). นีลส์บอร์ พระราชบัญญัติมหาวิทยาลัย, 36-39.
3. โนเบลมีเดีย AB. (2014) Niels Bohr - ข้อเท็จจริง สืบค้นจาก Nobelprize.org: nobelprize.org
4. ซาวัว, บี. (2014). การพิสูจน์อย่างเข้มงวดของทฤษฎีบทบอร์ - แวนลีอูเวนในขีด จำกัด ครึ่งคลาสสิก RMP, 50.
5. บรรณาธิการของEncyclopædia Britannica (17 พฤศจิกายน 2559). แบบจำลองสารประกอบนิวเคลียส สืบค้นจากสารานุกรมบริแทนนิกา: britannica.com.