Niels Bohr

Portrait de Niels Bohr. Volet

Qui était Niels Bohr?

Niels Bohr (1885-1962) était un physicien danois qui a obtenu le prix Nobel de physique en 1922, pour ses recherches liées à la structure des atomes et à leurs niveaux de rayonnement. Élevé et éduqué dans les terres européennes, dans les universités anglaises les plus prestigieuses, Bohr était également un chercheur renommé et curieux de la philosophie.

Il a travaillé avec d'autres scientifiques renommés et Nobel Awards, comme J.J. Thompson et Ernest Rutherford, ce dernier avec qui il a déposé une longue relation amicale et de travail. 

L'intérêt de Bohr pour la structure atomique l'a amené à se déplacer entre les universités jusqu'à ce qu'il en trouve un qui fournirait l'espace pour développer ses recherches sous ses propres termes.

Niels Bohr a commencé les découvertes faites par Rutherford pour continuer à les développer jusqu'à ce qu'ils puissent imprimer leur propre empreinte.

Bohr est venu avoir une famille de plus de six enfants, était un tuteur d'autres éminences scientifiques telles que Werner Heisenberg et présidente de la Royal Danish Academy of Sciences, ainsi qu'un membre d'autres académies scientifiques dans le monde.

Travaillé au Manhattan Project à Los Alamos, États-Unis.Uu., Le projet de recherche pour la création de la bombe atomique, il est donc considéré comme l'un des parents de la bombe nucléaire.

Biographie de Niels Bohr

Niels Bohr est né le 7 octobre 1885 à Copenhague, la capitale du Danemark. Le père de Niels s'appelait Christian et était professeur de physiologie à l'Université de Copenhague.

Pour sa part, la mère de Niels était Ellen Adler, qui venait d'une famille riche, car il avait une influence dans le domaine bancaire danois. La situation familiale de Niels lui a permis d'avoir accès à une éducation considérée comme privilégiée à l'époque.

Études

Niels Bohr était intéressé par la physique et l'a étudié à l'Université de Copenhague, dont il a obtenu une maîtrise en physique en 1911. Plus tard, il s'est rendu en Angleterre, où il a étudié au Cavendish Laboratory de l'Université de Cambridge.

La principale motivation à étudier était de recevoir la tutelle de Joseph John Thomson, chimiste d'origine anglaise qui a reçu le prix Nobel en 1906 pour la découverte de l'électron, en particulier en raison des études qu'il a faites sur la façon dont l'électricité passe à travers les gaz à travers le des gaz.

L'intention de Bohr était de traduire sa thèse de doctorat en anglais, qui était précisément lié à l'étude des électrons. Cependant, Thomson n'a pas montré un grand intérêt pour Bohr, c'est pourquoi ce dernier a décidé de partir et de se mettre à l'Université de Manchester.

Relation avec Ernest Rutherford

Pendant son séjour à l'Université de Manchester, Niels Bohr a eu l'occasion de partager avec le physique britannique et le chimiste Ernest Rutherford. Il avait également été l'assistant de Thomson et a ensuite remporté le prix Nobel.

Bohr a beaucoup appris de la main de Rutherford, en particulier dans le domaine de la radioactivité et des modèles d'atomes.

Avec le passage du temps, la collaboration entre les deux scientifiques augmentait et un lien amical a grandi. L'un des événements dans lesquels les deux scientifiques ont interagi dans le domaine expérimental étaient liés au modèle d'atomes proposé par Rutherford.

Ce modèle était vrai dans le domaine conceptuel, mais il n'était pas possible de le concevoir en le cadrant dans les lois de la physique classique. Compte tenu de cela, Bohr a osé dire que la raison en était que la dynamique des atomes n'était pas soumise aux lois de la physique classique.

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Institut nordique de physique théorique

Niels Bohr était considéré comme un homme timide et introverti, même si une série d'essais qu'il a publiée en 1913 lui a fait mériter une large reconnaissance dans le domaine scientifique, qui a fait de lui une figure publique reconnue. Ces essais étaient liés à leur conception de la structure de l'atome.

En 1916, Bohr s'est rendu à Copenhague et là, dans sa ville natale, il a commencé à enseigner la physique théorique à l'Université de Copenhague, où il s'est formé.

Alors que dans cette position et grâce à la renommée qu'il avait auparavant acquise, Bohr a eu assez d'argent à créer en 1920 L'Institut nordique de physique théorique.

Le physicien danois a dirigé cet institut de 1921 à 1962, l'année où il est décédé. Plus tard, cet institut a changé son nom et s'est appelé Niels Bohr Institute, en l'honneur de son fondateur. 

Très bientôt, cet institut est devenu une référence concernant les découvertes les plus importantes qui étaient faites à l'époque liées à l'atome et à sa conformation.

En peu de temps, l'Institut nordique de physique théorique était avec d'autres universités avec une plus grande tradition dans la région, comme les universités allemandes de Göttingen et de Munich.

École de Copenhague

Les années 1920 étaient très importantes pour Niels Bohr, car pendant ces années, il a publié deux des principes fondamentaux de ses théories: le principe de correspondance, proposé en 1923, et le principe de complémentarité, ajouté en 1928.

Les principes susmentionnés étaient la base sur laquelle l'École de mécanique quantique Copenhague a commencé à se former, également appelée interprétation de Copenhague.

Cette école a trouvé défavorable dans de grands scientifiques tels qu'Albert Einstein lui-même, qui, après l'opposition à diverses approches, a fini par reconnaître Niels Bohr comme l'un des meilleurs chercheurs scientifiques du temps.

D'un autre côté, en 1922, il a reçu le prix Nobel de physique pour ses expériences liées à la restructuration atomique, et cette même année, son fils unique est né, Aage Niels Bohr, qui a finalement formé dans l'institut qui a présidé Niels. Plus tard, il est devenu son directeur et, en outre, en 1975, il a reçu le prix Nobel de physique.

Au cours des 30, Bohr s'est installé aux États-Unis et s'est concentré sur la portée de la fission nucléaire. Dans ce contexte, c'est quand Bohr a déterminé la caractéristique de la poignée que le plutonium avait.

À la fin de cette décennie, en 1939, Bohr est retourné à Copenhague et a reçu la nomination du président de la Royal Danish Academy of Sciences.

Seconde Guerre mondiale

En 1940, Niels Bohr était à Copenhague et, en conséquence de la Seconde Guerre mondiale, trois ans plus tard, il a été contraint de fuir en Suède avec sa famille, car Bohr avait des origines juives.

De la Suède, Bohr s'est rendu aux États-Unis. Là, il s'est installé et a rejoint l'équipe de collaboration du projet Manhattan, qui a produit la première bombe atomique. Ce projet a été réalisé dans un laboratoire dont l'emplacement se trouvait à Los Alamos, au Nouveau-Mexique, et lors de sa participation audit projet Bohr, il a changé son nom pour Nicholas Baker.

Retour à la maison et la mort

À la fin de la Seconde Guerre mondiale, Bohr est retourné à Copenhague, où il était de nouveau directeur de l'Institut nordique de physique théorique et a toujours préconisé l'application de l'énergie atomique avec des objectifs utiles, recherchant l'efficacité dans différents processus.

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Cette inclination est que Bohr était consciente des grands dégâts qui pouvaient causer ce qu'il a découvert, et en même temps, il savait qu'il y avait un utilité plus constructive pour ce type de pouvoir si puissant. Puis, depuis les années 50 Niels Bohr, il s'est consacré aux conférences axées sur l'utilisation pacifique de l'énergie atomique.

Comme nous l'avons mentionné précédemment, Bohr n'a pas échappé à l'ampleur de l'énergie atomique, donc en plus de défendre sa bonne utilisation, il a également stipulé que ce sont les gouvernements qui devaient garantir que cette énergie n'a pas été utilisée destructive.

Cette notion a été présentée en 1951, dans un manifeste qui a signé plus d'une centaine de chercheurs et de scientifiques renommés à l'époque.

En conséquence de cette action, et de ses travaux antérieurs en faveur de l'utilisation pacifique de l'énergie atomique, en 1957, la Fondation Ford a attribué les atomes de paix, donnés aux personnalités qui ont cherché à promouvoir l'utilisation positive de ce type d'énergie.

Niels Bohr est décédé le 18 novembre 1962 à Copenhague, à 77 ans.

Contributions et découvertes de Niels Bohr

Bohr et Albert Einstein

Modèle et structure de l'atome

Le modèle atomique de Niels Bohr est considéré comme l'une de ses plus grandes contributions au monde de la physique et de la science en général. C'était le premier à présenter l'atome comme un noyau chargé positivement et entouré d'électrons en orbite.

Bohr a réussi à découvrir le mécanisme de fonctionnement interne d'un atome: les électrons sont capables de faire une orbite indépendante autour du noyau. Le nombre d'électrons présents dans l'orbite externe du noyau détermine les propriétés de l'élément physique.

Pour obtenir ce modèle atomique, Bohr a appliqué la théorie quantique de Max Planck au modèle atomique développé par Rutherford, obtenant en conséquence le modèle qui lui a valu le prix Nobel. Bohr a présenté la structure atomique comme un petit système solaire.

Concepts quantiques au niveau atomique

Ce qui a conduit le modèle atomique de Bohr à être considéré comme révolutionnaire, c'est la méthode qu'il a utilisée pour l'obtenir: l'application des théories de la physique quantique et son interrelation avec les phénomènes atomiques.

Avec ces applications, Bohr a pu déterminer les mouvements des électrons autour du noyau atomique, ainsi que des changements dans leurs propriétés.

De même, à travers ces concepts, il pourrait aborder la notion de la façon dont la matière est capable d'absorber et d'émettre la lumière de ses structures internes les plus imperceptibles.

Bohr-Van Leeuwen Théorème découverte

Le théorème de Bohr-Van Leeuwen est un théorème appliqué à la zone de mécanique. Travaillé d'abord par Bohr en 1911, puis complété par la physique néerlandaise Hendrika Johanna Van Leeuwen (1887-1974), l'application de ce théorème a réussi à différencier la portée de la physique classique contre la physique quantique.

Le théorème établit que l'aimantation résultant de l'application de la mécanique classique et de la mécanique statistique sera toujours nulle. Bohr et Van Leeuwen ont réussi à entretenir certains concepts qui ne pourraient être développés que par physique quantique.

Aujourd'hui, le théorème des deux scientifiques est appliqué avec succès dans des domaines tels que la physique, l'électromécanique et le génie électrique.

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Principe de complémentarité

Au sein de la mécanique quantique, le principe de complémentarité formulé par Bohr, qui représente une approche théorique et résultante en même temps, soutient que les objets soumis à des processus quantiques ont des pouvoirs complémentaires qui ne peuvent pas être observés ou mesures simultanées.

Ce principe de complémentarité est né d'un autre postulat développé par Bohr: l'interprétation de Copenhague, fondamental pour l'étude de la mécanique quantique.

Interprétation de Copenhague

Avec l'aide des scientifiques Max Born et Werner Heisenberg, Niels Bohr a développé cette interprétation de la mécanique quantique, qui a permis d'élucider certains des éléments qui rendent les processus mécaniques possibles, ainsi que leurs différences. Formulé en 1927, il est considéré comme une interprétation traditionnelle.

Selon l'interprétation de Copenhague, les systèmes physiques n'ont pas de propriétés définies avant de se soumettre aux mesures, et la mécanique quantique ne peut prédire que les probabilités par lesquelles les mesures effectuées donnera certains résultats.

Structure de table périodique

De son interprétation du modèle atomique, Bohr a pu structurer le tableau périodique des éléments existant à ce moment-là.

Il pourrait affirmer que les propriétés chimiques et la capacité de liaison d'un élément sont étroitement liées à leur charge de valence.

Les œuvres de Bohr appliquées au tableau périodique ont donné naissance au développement d'un nouveau domaine de chimie: la chimie quantique.

De même, l'élément connu sous le nom de Boro (Bohrium, BH), reçoit son nom en hommage à Niels Bohr.

Réactions nucléaires

Grâce à un modèle proposé, Bohr a pu proposer et établir les mécanismes des réactions nucléaires d'un processus à deux étages.

Par bombardement de particules à faible énergie, un nouveau noyau de faible stabilité est formé qui émettra finalement les rayons gamma, tandis que son intégrité se désintègre.

Cette découverte de Bohr a été considérée comme clé dans la zone scientifique pendant longtemps, jusqu'à ce qu'elle soit travaillée et améliorée, des années plus tard, par son fils Aage Bohr.

Explication de la fission nucléaire

La fission nucléaire est un processus de réaction nucléaire à travers lequel le noyau atomique commence à se diviser en parties plus petites.

Ce processus est capable de produire de grandes quantités de protons et de photons, libérant de l'énergie en même temps et constamment.

Niels Bohr a développé un modèle qui a permis d'expliquer le processus de fission nucléaire de certains éléments. Ce modèle consistait en l'observation d'une goutte de liquide qui représenterait la structure du noyau.

De la même manière que la structure intégrale d'une goutte peut être séparée en deux parties similaires, Bohr a réussi à démontrer que la même chose peut se produire avec un noyau atomique, pouvant générer de nouveaux processus de formation ou de détérioration au niveau atomique.

Les références

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