Niels Bohr
Wikipedia
| Niels Bohr | |
|---|---|
 |
|
| Syntynyt | 7. lokakuuta 1885 Kööpenhamina, Tanska |
| Kuollut | 18. marraskuuta 1962 Kööpenhamina, Tanska |
| Asuinpaikka |  Tanska Yhdistynyt kuningaskunta Yhdysvallat |
| Kansalaisuus | Tanskalainen |
| Tutkimusala | Fysiikka |
| Instituutti | Kööpenhaminan yliopisto |
| Väitöstyön ohjaaja | Christian Christiansen |
| Tunnetuimmat työt | Kööpenhaminan tulkinta Bohrin atomimalli |
| Tunnustukset |  Nobelin fysiikanpalkinto (1922)Tanskan kuninkaallisen tiedeakatemian myöntämä kultamitali (1906) Elefanttiritarikunta (1947) Franklin-mitali (1926) |
Niels Henrik David Bohr (7. lokakuuta 1885 – 18. marraskuuta 1962)[1] oli tanskalainen fyysikko. Bohr tunnetaan erityisesti yhtenä merkittävimmistä kvanttimekaniikan ja nykyaikaisen atomimallin kehittäjänä. Bohr sai vuonna 1922 Nobelin fysiikanpalkinnon juuri atomin rakenteen selvittämisestä.[1] Bohr osallistui ns. Manhattan-projektiin, jossa Yhdysvaltojen tavoite oli kehittää ydinase. Niels Bohrin pojalle, Aage Niels Bohrille, on myös myönnetty Nobelin fysiikanpalkinto.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Henkilöhistoria
[muokkaa] Nuoruusvuodet
Christian Bohr, Niels Bohrin isä, oli fysiologian professori Kööpenhaminan yliopistossa ja vuonna 1881 hänestä tuli dosentti yliopistoon.[2] Myöhemmin samana vuonna hän meni naimisiin Ellen Adlerin kanssa. Adlerin isä oli arvostettu tanskalainen poliitikko. Adlerit olivat tunnettuja politiikassa sekä pankkimaailmassa. Christian ja Ellen Bohr saivat yhteensä kolme lasta, joista Jenny Bohr syntyi vuonna 1883. Kaksi vuotta myöhemmin Niels Bohr syntyi ja Harald Bohr syntyi vuonna 1887.[2]
Bohrin ollessa viisi kuukautta vanha Kööpenhaminan yliopiston professori Peter Panum kuoli ja Christian Bohr lupautu Panumin tilalle luennoitsijaksi. Tämän takia Bohrin perhe muutti yliopiston omistamaan asuntoon, jossa Panum aiemmin asui.[2]
Niels Bohr aloitti koulunsa Grammelholmissa lokakuussa vuonna 1891, samaa koulua kävi myös hänen veljensä. Bohr kirjoitti ylioppilaaksi vuonna 1903.[2] Bohr menestyi hyvin koulussa, hän ei yleensä ollut luokkansa paras mutta kuului luokkansa parhaimpiin. Parhaiten hän menestyi liikunnassa, Bohr oli hyvä jalkapallon pelaaja kuten oli myös hänen veljensä.[2] Viimeisinä kouluvuosina hän kunnostautui erityisesti matematiikassa ja fysiikassa, Bohrin isä innosti erityisesti häntä opiskelemaan matematiikkaa ja fysiikkaa. Vuonna 1903 Bohr aloitti opiskelut Kööpenhaminan yliopistossa, jossa hän luki fysiikkaa pääaineenaan ja sivuaineinaan hän opiskeli matematiikkaa, tähtitiedettä ja kemiaa. Fysiikkaa hänelle opetti Christian Christiansen ja filosofiaa Harald Hoffding. Molemmat Bohr oli tuntenut jo pitkään isänsä kautta. Matematiikkaa hänelle opetti Thorvald Thiele.[2]
Bohr sai tohtorinarvon Kööpenhaminan yliopistolta vuonna 1911, kaksi vuotta aikaisemmin hänestä oli tullut kandidaatti. Bohr mani naimisiin Margrethe Nørlundin kanssa 1. elokuuta vuonna 1912.[2] Tohtoriksi pätevöitymisen jälkeen hän matkusti Englantiin opiskelemaan J. J. Thomsonin opastuksella. Bohr ja Thomson eivät kuitenkaan tulleet kovinkaan hyvin toimeen.[2] Tavattuaan Ernest Rutherfordin Cambridgessä joulukuussa 1911 Bohr päätti opiskella hänen alaisenaan.[2] Niinpä hän vaihtoi yliopistoaan vuoden 1912 maaliskuussa Victorian yliopistoon, joka tunnetaan nykyään Manchesterin yliopistona. Rutherfordin teorioiden pohjalta Bohr julkaisi mallinsa atomin rakenteesta vuonna 1913. Ensimmäisellä sivulla Bohr kuvailee kehittämänsä teorian pohjalta vety-atomia ja seuraavalla raskaampien alkuaineiden rakennetta yleensä.[2]
[muokkaa] Keski-ikä
Vuonna 1917 Tanskan kuninkaallinen tiedeakatemia valitsi Bohrin professoriksi Kööpenhaminan yliopistoon ja johtajaksi vastikään häntä varten perustettuun Teoreettisen fysiikan instituuttiin vuonna 1921.[2] Paikkansa Kööpenhaminassa hän piti loppuelämänsä. Vuonna 1922 hänelle myönnettiin fysiikan Nobel-palkinto kvanttimekaniikan Kööpenhaminan tulkinnan ja atomimallinsa kehittämisestä, josta hänet tunnetaan kaikkein parhaiten.[2] Pitämässään luennossa palkinnon myöntämistilaisuudessa 11. joulukuuta 1922 Bohr puhui sähködynamiikasta ja atomin stabiilisuudesta.
Bohr keksi myös komplementaarisuuden periaatteen ollessaan vuonna 1927 Italian Comossa. Bohrin mukaan olioilla voidaan eri tilanteissa analysoida olevan ristiriitaisia ominaisuuksia. Fyysikot ovat tulleet siihen tulokseen, että valolla on sekä aalto- että hiukkasominaisuuksia - kaksi ilmeisesti toisensa poissulkevaa ominaisuutta. Bohr löysi myös filosofisia sovelluskohteita tälle rohkean omaperäiselle periaatteelle. Bohr sai vaikutteita filosofi Søren Kierkegaardilta, jonka ajatuksia esitettiin Bohrin kvanttiteoriassa. Albert Einstein piti klassisen fysiikan determinististä luonnetta Bohrin ja Max Planckin kehittämää todennäköisyyteen pohjautuvaa kvanttimekaanista fysiikkaa parempana tapana kuvata fysikaalista todellisuutta. Einsteinilla ja Bohrilla oli sävyisiä väittelyitä tästä periaatteesta koko elämänsä ajan, joka huipentui EPR-paradoksiin. Yksi Bohrin kuuluisimmista oppilaista oli Werner Heisenberg, joka oli Bohrin ohella tärkeä henkilö kvanttimekaniikan kehittämisessä.
Niels Bohrilla ja hänen vaimollaan Margrethellä oli kuusi lasta, joista yhdestä Aage Niels Bohr myös tuli hyvin menestynyt fyysikko: kuten isänsä, hänkin sai Nobel-palkinnon. Kaksi lasta kuoli nuorella iällä, mutta muut menestyivät muilla aloilla.
[muokkaa] Myöhemmät vuodet
Natsi-Saksan miehittäessä Tanskaa vuonna 1941, Werner Heisenberg vieraili hänen luonaan Kööpenhaminassa. Vuonna 1943, vähän ennen kuin Saksan poliisi ehti pidättää hänet, hän pakeni Ruotsin kautta Lontooseen.
Hän työskenteli YHdysvalloissa Los Alamosin laboratoriossa New Mexicossa, Manhattan-projektin parissa, jossa fyysikko Richard Feynmanin mukaan hänet tunnettiin Nicholas Bakerina ilmeisistä turvallisuussyistä. Hänen panoksensa Manhattan-projektissa oli varsin pieni. Hänen on sanottu tokaisseen: "Tämän takia tulin Amerikkaan; he eivät tarvinneet apuani atomipommin tekoon." Häntä pidettiin tietoviisaana konsulttina tai "rippi-isänä" projektissa [1]. Sodan jälkeen hän palasi Kööpenhaminaan puhuen rauhanomaisen ydinenergian käytön puolesta. Hän kuoli Kööpenhaminassa vuonna 1962 ja haudattiin Assistensin hautausmaalle Nørrebron alueelle Kööpenhaminaan.
Alkuaine bohrium nimettiin hänen kunniakseen vuonna 1997. Asteroidi 3948 Bohr, on nimetty Bohrin mukaan.
[muokkaa] Suhteet Heisenbergiin
Heisenberg väitti sodanjälkeen tehdyssä haastattelussa Robert Jungkin kirjaa Brighter Than a Thousand Suns varten, että hän oli yrittänyt saada Bohrin kanssa tehtyä sopimuksen, etteivät tiedemiehet kummallakaan puolella auttaisi kehittämään atomipommia. Heisenberg väitti myös, että atomitutkimuksissa Saksan ponnistelut kohdistuivat puhtaasti energian tuotantoon ja että hänen kollegansa yrittivät pysyä tällä tiellä. Heisenberg vältti kuitenkin antamasta käsitystä, että hän kollegoineen olisivat tahallaan sabotoineet pomminrakennuspyrkimyksiä. Tämä käsitys ei näkynyt Jungkin kirjan alkuperäisessä julkaisussa, joka väitti vahvasti, että Heisenberg oli tehnyt Saksan atomipommiprojektin tehottomaksi.
Kun Bohr näki tämän Jungkin kirjan tanskankielisessä painoksessa, hän oli asiasta jyrkästi eri mieltä. Hän kertoi Heisenbergin nimenomaan kertoneen hänelle Kööpenhaminassa, että hän työskenteli Saksan atomipommiprojektissa ja uskoi Saksan voittavan sodan. Hän torjui myös ajatuksen mistään tiedemiesten välisistä sopimuksista. Ilmeinen mielipide-ero Heisenbergin kanssa vaivasi suuresti Bohria ja hän luonnosteli useita kirjeitä Heisenbergille, mutta ei koskaan postittanut niitä [2].
Michael Fraynin näytelmä Kööpenhamina, jota esitettiin jonkin aikaa Broadwayllä, tutkii mitä olisi saattanut tapahtua Heisenbergin ja Bohrin välillä vuoden 1941 Kööpenhaminan tapaamisessa. Näytelmää on esitetty myös Helsingissä entisen fysiikan opiskelijan Neil Hardwickin ohjauksena. Totuus tuosta historiallisesta tapahtumasta on vieläkin tieteellisen väittelyn aiheena.
[muokkaa] Bohrin saavutukset fysiikassa
- Bohrin malli atomin rakenteesta.
- Hypoteesi, jonka mukaan elektronit kiertävät elektronikuorilla atomiydintä siten, että sen kemialliset ominaisuudet määräytyvät suuresti uloimmalla elektronikuorella olevien elektronien (valenssielektronit) lukumäärän mukaan.
- Hypoteesi, jonka mukaan elektroni voi siirtyä korkeammalta energiatasolta alemmalle, lähettäen fotonin (valokvantti), jolla on tietty tarkka energia. (Tästä tuli kvanttiteorian perusta.)
- Kvanttimekaniikan Kööpenhaminan tulkinta Werner Heisenbergin ja Max Bornin kanssa.
[muokkaa] Kirjallisuutta
- Kallio-Tamminen, Tarja: Kvanttilainen todellisuus: Fysiikka ja filosofia maailmankuvan muokkaajina. Helsinki: Yliopistopaino, 2006. ISBN 951-570-625-4.
- Niels Bohr: The Man, His Science, and the World They Changed, by Ruth Moore ISBN 0-262-63101-6
- Niels Bohr's Times, In Physics, Philosophy and Polity, by Abraham Pais, ISBN 0-19-852049-2
[muokkaa] Lähteet
- Biografia Nobel-säätiön sivuilla (englanniksi)
[muokkaa] Aiheesta muualla
