ニールスボーア：伝記と貢献 - 理科 - 2024

ニールスボーア（1885-1962）はデンマークの物理学者で、原子の構造と放射線レベルに関する研究で1922年にノーベル物理学賞を受賞しました。ヨーロッパで育ち、教育を受けた最も権威のある英国の大学で、ボーアは有名な研究者であり、哲学にも興味がありました。

彼は、JJトンプソンやアーネストラザフォードなど、他の有名な科学者やノーベル賞受賞者と一緒に働き、原子領域での研究を続けるよう奨励しました。

原子構造へのボーアの関心は、彼を大学間を移動させて、彼自身の条件で彼の研究を発展させるためのスペースを与える大学を見つけることにしました。

Niels BohrはRutherfordによって行われた発見から始まり、彼が自分の痕跡をそれらに置くことができるまでそれらを開発し続けました。

ボーアは6人以上の子供を持つ家族を持つようになり、ヴェルナーハイゼンベルクや王立デンマーク科学アカデミーなどの著名な科学の家庭教師、および世界中の他の科学アカデミーのメンバーでした。

バイオグラフィー

ニールスボーアは1885年10月7日にデンマークの首都コペンハーゲンで生まれました。ニールズの父親はクリスチャンと名付けられ、コペンハーゲン大学の生理学教授でした。

彼女の側では、ニールスの母親はエレンアドラーであり、その家族は経済的に特権的であり、デンマークの銀行環境に影響力を持っていました。ニールスの家族の状況により、彼は当時は恵まれたと見なされていた教育を受けることができました。

研究

ニールスボーアは物理学に興味を持ち、コペンハーゲン大学で物理学を学び、1911年に物理学の修士号を取得しました。その後、イギリスに渡り、ケンブリッジ大学のキャベンディッシュ研究所で学びました。

そこで研究した主な動機は、1906年に電子の発見でノーベル賞を受賞した英国出身の化学者であるジョセフジョントムソンの指導を受け、特に電気がガスをどのように移動するかについて研究したことでした。 。

ボーアの意図は彼の博士論文を英語に翻訳することであり、それは電子の研究に正確に関連していた。しかし、トムソンはボーアに真の関心を示さなかったため、ボーアはそこを去ってマンチェスター大学に進学することを決めたのです。

アーネスト・ラザフォードとの関係

マンチェスター大学在学中、ニールスボーアはイギリスの物理学者で化学者のアーネストラザフォードと共有する機会がありました。彼はトムソンの助手でもあり、後にノーベル賞を受賞した。ボーアは、特に放射能と原子のモデルの分野で、ラザフォードから多くを学びました。

時間の経過とともに、2人の科学者の間のコラボレーションは成長し、彼らの友情は成長しました。両方の科学者が実験分野で相互作用した出来事の1つは、ラザフォードによって提案された原子のモデルに関連していました。

このモデルは概念的な分野では真実でしたが、古典物理学の法則でフレーム化することによってそれを想像することは不可能でした。これを踏まえて、ボーアは敢えてその理由は原子のダイナミクスが古典物理学の法則の影響を受けなかったためだと述べた。

理論物理学のための北欧研究所

ニールスボーアは内気で内向的な人物と見なされていましたが、1913年に彼が発表した一連のエッセイは、科学分野で広く認められ、有名な人物になりました。これらのエッセイは、原子の構造に関する彼の概念に関連していた。

1916年にボーアはコペンハーゲンを訪れ、故郷のコペンハーゲン大学で理論物理学を教え始め、そこで学んだ。

その立場にあり、以前に獲得した名声のおかげで、ボーアは1920年に北欧理論物理学研究所を創設するのに必要な十分なお金を得ました。

デンマークの物理学者は、1921年から1962年に彼が亡くなった年にこの研究所を監督しました。その後、研究所はその名前を変更し、創設者を称えてニールスボーア研究所と呼ばれました。

すぐに、この研究所は、原子とその立体配座に関連して当時行われていた最も重要な発見に関するリファレンスになりました。

しばらくして、ノルディック理論物理学研究所は、ゲッティンゲンやミュンヘンのドイツの大学など、この地域でより伝統のある他の大学と同等になりました。

コペンハーゲン学校

1920年代はニールスボーアにとって非常に重要でした。その間、彼は理論の2つの基本原則を発表しました。1923年に発行された通信の原則と、1928年に追加された相補性の原則です。

前述の原則は、コペンハーゲン解釈とも呼ばれるコペンハーゲン量子力学学校が形成され始めた基礎でした。

この学校は、さまざまなアプローチに反対した結果、ニールスボーアを当時の最高の科学研究者の1人として認めたアルバートアインシュタイン自身などの偉大な科学者に対抗者を見つけました。

一方、1922年には原子再構築に関する実験でノーベル物理学賞を受賞し、同年彼の一人息子、エイジ・ニールス・ボーアが生まれ、最終的にニールスが主宰する研究所で研究した。その後、彼はそのディレクターになり、さらに1975年にノーベル物理学賞を受賞しました。

1930年代、ボーアは米国に定住し、核分裂の分野の公表に焦点を合わせました。これに関連して、ボーアがプルトニウムの核分裂性の特性を決定した。

その10年の終わりに、1939年にボーアはコペンハーゲンに戻り、デンマーク王立科学アカデミーの学長に任命されました。

第二次世界大戦

1940年にニールスボーアはコペンハーゲンにいて、第二次世界大戦の結果として、ボーアはユダヤ人の出身であったため、3年後に家族と一緒にスウェーデンに逃げることを余儀なくされました。

スウェーデンから、ボーアは米国に旅行しました。そこで彼は、最初の原子爆弾を製造したマンハッタンプロジェクトの共同チームに落ち着き、参加しました。このプロジェクトはニューメキシコ州ロスアラモスにある研究所で実施され、このプロジェクトへの参加中にボーアは彼の名前をニコラスベイカーに変更しました。

帰省と死

第二次世界大戦の終わりに、ボーアはコペンハーゲンに戻り、そこで再びノルディック理論物理研究所の所長になり、常に異なるプロセスでの効率を求めて、有用な目的で原子エネルギーの利用を提唱しました。

この傾向は、ボーアが発見したことによって引き起こされる可能性のある大きな損害を認識していたと同時に、このタイプの強力なエネルギーにはより建設的な効用があることを知っていたためです。1950年代から、ニールスボーアは原子力の平和利用に焦点を当てた会議の開催に専念しました。

先に述べたように、ボーアは原子エネルギーの大きさを見逃していなかったので、適切な使用を主張することに加えて、このエネルギーが破壊的な方法で使用されないことを保証する必要があるのは政府であると述べました。

この概念は、1951年に、当時100人以上の著名な研究者や科学者によって署名されたマニフェストで導入されました。

この行動の結果として、および原子力の平和的利用を支持する彼の以前の研究の結果として、1957年にフォード財団は彼にこのタイプのエネルギーの積極的な利用を促進しようとした人物に与えられた平和原子賞を授与しました。

ニールスボーアは1962年11月18日、故郷のコペンハーゲンで77歳で亡くなりました。

Niels Bohrの貢献と発見

ボーアとアルバートアインシュタイン

原子のモデルと構造

ニールスボーアの原子モデルは、物理学と科学の世界全般に対する彼の最大の貢献の1つと考えられています。彼は、原子を、軌道を回る電子に囲まれた正に帯電した核として示した最初の人物でした。

ボーアは原子の内部作用メカニズムをなんとか発見しました。電子は原子核の周りを独立して周回することができます。原子核の外軌道に存在する電子の数は、物理要素の特性を決定します。

この原子モデルを取得するために、ボーアはラザフォードが開発した原子モデルにマックスプランクの量子論を適用し、その結果、ノーベル賞を受賞したモデルを取得しました。ボーア氏は原子構造を小さな太陽系として提示した。

原子レベルでの量子の概念

ボーアの原子モデルを革新的なものと見なすようになったのは、彼がそれを達成するために使用した方法でした。量子物理学理論の適用と原子現象との相互関係です。

これらのアプリケーションにより、ボーア氏は原子核の周りの電子の動きや、それらの性質の変化を特定することができました。

同様に、これらの概念を通じて、彼は物質がその最も知覚できない内部構造からどのように光を吸収および放出できるかという概念を得ることができました。

ボーア・ファン・レーウェンの定理の発見

ボーア・ファン・レーウェンの定理は、力学の分野に適用される定理です。1911年にボーアによって最初に動作し、後にファンレーウェンによって補足されたこの定理の適用により、古典物理学の範囲と量子物理学を区別することができました。

定理は、古典力学と統計力学の適用から生じる磁化は常にゼロになると述べています。ボーアとファンレーウェンは、量子物理学を通じてのみ開発できる特定の概念を垣間見ることができました。

今日、両方の科学者の定理は、プラズマ物理学、電気機械学、電気工学などの分野でうまく適用されています。

相補性の原則

量子力学の中で、理論と結果のアプローチを同時に表すボーアによって定式化された相補性の原理は、量子プロセスの対象となるオブジェクトが同時に観測または平均化できない相補的な属性を持っていることを維持します。

この補完性の原則は、ボーアによって開発された別の仮説から生まれました。コペンハーゲンの解釈。量子力学の研究の基本です。

コペンハーゲン解釈

科学者のMax BornとWerner Heisenbergの助けを借りて、Niels Bohrはこの量子力学の解釈を開発しました。1927年に公式化され、伝統的な解釈と見なされています。

コペンハーゲンの解釈によれば、物理システムは測定を受ける前に明確な特性を持たず、量子力学は、行われた測定によって特定の結果が得られる確率を予測することしかできません。

周期表の構造

原子モデルの解釈から、ボーアは当時存在していた元素の周期表をより詳細に構造化することができました。

彼は元素の化学的性質と結合能力はその原子価電荷と密接に関連していると述べることができました。

周期表に適用されたボーアの研究は、化学の新しい分野である量子化学の開発につながりました。

同様に、Boron（Bohrium、Bh）として知られる要素は、Niels Bohrを称えてその名前が付けられています。

核反応

提案されたモデルを使用して、ボーアは2段階のプロセスから核反応のメカニズムを提案し、確立することができました。

低エネルギー粒子を衝突させることにより、安定性が崩壊する一方で、最終的にガンマ線を放出する新しい低安定性の核が形成されます。

ボーアによるこの発見は、彼の息子の1人であるエージボーアによって数年後に研究され改善されるまで、長い間科学分野で重要であると考えられていました。

核分裂の説明

核分裂は、原子核がより小さな部分に分割し始める核反応プロセスです。

このプロセスは、大量の陽子と光子を生成し、同時にかつ絶えずエネルギーを放出することができます。

Niels Bohrは、いくつかの元素の核分裂過程を説明することを可能にするモデルを開発しました。このモデルは、核の構造を表す液滴を観察することで構成されていました。

液滴の積分構造を2つの類似した部分に分離できるのと同じように、ボーアは、原子核でも同じことが起こり、原子レベルで形成または劣化の新しいプロセスを生成できることを示しました。

参考文献

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