Niels Bohr:伝記と原子論

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左:1922年のニールスボーア。右:原子論の50周年で1963年のデンマークの切手がボーアを称えた。 (画像クレジット:左:ABグレリウス&ウェストファル、American Institute of Physics経由。右:Antonio Abrignani / Shutterstock.com)

ニールスボーアは現代物理学の第一人者であり、量子論への多大な貢献と原子構造に関するノーベル賞受賞の研究で最もよく知られていました。

1885年にコペンハーゲンで高学歴の両親に生まれたボーアは、幼い頃から物理学に興味を持ちました。彼は学部と大学院の年月を通してこの主題を研究し、1911年にコペンハーゲン大学で物理学の博士号を取得しました。

ボーアは学生時代、コペンハーゲンの科学アカデミーが、振動流体ジェットを使用した液体の表面張力の測定について調査したコンテストで優勝しました。ボーアは父親(有名な生理学者)の研究室で働いており、いくつかの実験を行い、独自のガラス試験管を作成しました。

ボーアは、水の粘度を考慮し、微小な振幅ではなく有限な振幅を組み込むことにより、現在の液体表面張力の理論を超えました。彼は最後の最後にエッセイを提出し、1位と金メダルを獲得しました。 Nobelprize.orgによると、彼はこれらのアイデアを改善し、それらをロンドンの王立協会に送りました。ロンドンの王立協会は、1908年に王立協会のジャーナルPhilosophical Transactionsでそれらを発表しました。

彼のその後の研究はますます理論的になりました。ボーアが最初に金属の電子理論に関する博士論文の研究を行っていたときに、エネルギーを小さな粒子または量子として記述したマックスプランクの初期の量子理論に出くわしました。

1912年、ボーアはノーベル賞受賞者のJ.J.核の発見と原子モデルの開発により1908年にノーベル化学賞を受賞したアーネストラザフォードに紹介されたイギリスのトンプソン。ラザフォードの指導の下で、ボーアは原子の特性の研究を始めました。

ボーアは1913年から1914年までコペンハーゲン大学で物理学の講義を開催し、1914年から1916年までマンチェスターのビクトリア大学で同様の地位を歴任しました。彼は1916年にコペンハーゲン大学に戻り、理論物理学の教授になりました。 1920年、彼は理論物理学研究所の所長に任命された。

原子核に関するラザフォードの記述と量子に関するプランクの理論を組み合わせて、ボーアは原子の内部で何が起こるかを説明し、原子構造の図を作成しました。この作品は、1922年に彼自身のノーベル賞を受賞しました。

彼がラザフォードで研究を始めた同じ年に、ボーアは彼の6人の息子がいた彼の人生の愛、マーガレットノールランドと結婚しました。後年、王立デンマーク科学アカデミーの会長を務めるほか、世界中の科学アカデミーのメンバーにもなりました。

ナチスが第二次世界大戦でデンマークを侵略したとき、ボーアはなんとかスウェーデンへ逃げました。戦争の最後の2年間を英国と米国で過ごし、そこで原子力プロジェクトに参加しました。しかし、彼のスキルを暴力ではなく善のために使うことが彼にとって重要でした。彼は、原子物理学の平和的利用と、破壊の核兵器の開発から生じる政治問題の解決に向けて彼の仕事を捧げました。彼は国家が互いに完全に開かれているべきであると信じて、1950年に彼の国連への公開書簡でこれらの見解を書き留めました。

リチウム原子の様式化された表現は、原子が周回する電子に囲まれた小さな正に帯電した核であることを示すNiels Bohrの原子モデルを示しています。 (画像クレジット:Boris15 Shutterstock)

原子モデル

ボーアの現代物理学への最大の貢献は原子モデルでした。ボーア模型は、原子を、軌道を回る電子に囲まれた小さな正に帯電した原子核として示しています。

電子は原子核の周りの別々の軌道を移動し、外部軌道の電子の数が要素の特性を決定することを発見した最初の人はボーアでした。

元素周期表の第107号という化学元素ボリウム(Bh)が彼にちなんで名付けられました。

液滴理論

ボーアの理論的研究は、核分裂に関する科学者の理解に大きく貢献しました。彼の液滴理論によれば、液滴は原子の核を正確に表現します。

この理論は、1930年代にウラン原子を分割しようとした最初の試みに役立ちました。これは、原子爆弾の開発における重要なステップです。

第二次世界大戦中の米国の原子力プロジェクトへの貢献にも関わらず、ボーアは原子物理学の平和的応用を率直に提唱しました。

量子論

1933年から1962年までの多くのエッセイで彼が書いた相補性のボーアの概念は、電子は粒子または波としての2つの方法で見ることができるが、同時に両方で見ることはできないと述べています。

初期の量子理論の基礎を形成するこの概念は、電子をどのように見るかに関係なく、その特性のすべての理解は経験的測定に根ざしている必要があることも説明しています。ボーアの理論は、実験の結果は、それらを実行するために使用される測定ツールによって深く影響を受けるという点を強調しています。

ボーアの量子力学の研究への貢献は、コペンハーゲン大学の理論物理学研究所で永遠に記念され、1920年に発見を手助けし、1962年に死去するまで向かった。

Niels Bohrの引用

「すべての偉大で深い困難はそれ自体に独自の解決策をもたらします。それは私たちがそれを見つけるために私たちの考え方を変えることを強います。」

「私たちが本物と呼ぶものはすべて、本物とは見なされないものでできています。」

「独裁政権の最高の武器は秘密ですが、民主主義の最高の武器は開放性の武器であるべきです。」

「自分が思っている以上にはっきりと自分を表現しないでください。」

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