Niels Bohr Biografi dan Kontribusi



Niels Bohr (1885-1962) adalah seorang ahli fisika Denmark yang memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 1922, untuk penelitiannya yang berkaitan dengan struktur atom dan tingkat radiasi mereka. Dibesarkan dan dididik di negeri-negeri Eropa, di universitas-universitas Inggris paling bergengsi, Bohr juga seorang peneliti terkenal dan penasaran akan filsafat.

Dia bekerja bersama ilmuwan terkenal lainnya dan Penerima Nobel, seperti J.J. Thompson dan Ernest Rutherford, yang mendorongnya untuk melanjutkan penelitiannya di bidang atom.

Ketertarikan Bohr pada struktur atom membawanya untuk berpindah antar universitas untuk menemukan universitas yang memberinya ruang untuk mengembangkan penelitiannya dengan persyaratannya sendiri..

Niels Bohr mulai dari penemuan yang dibuat oleh Rutherford untuk terus mengembangkannya sampai dia dapat mencetak jejak mereka sendiri.

Bohr datang untuk memiliki keluarga lebih dari enam anak, adalah pengajar dari keunggulan ilmiah lainnya seperti Werner Heisenberg dan presiden Royal Danish Academy of Sciences, serta anggota akademi ilmiah lainnya di seluruh dunia.

Indeks

  • 1 Biografi
    • 1.1 Studi
    • 1.2 Hubungan dengan Ernest Rutherford
    • 1.3 Institut Fisika Teoritis Nordic
    • 1.4 Sekolah Kopenhagen
    • 1.5 Perang Dunia II
    • 1.6 Pulang dan mati
  • 2 Kontribusi dan penemuan oleh Niels Bohr
    • 2.1 Model dan struktur atom
    • 2.2 Konsep kuantum di tingkat atom
    • 2.3 Penemuan teorema Bohr-van Leeuwen
    • 2.4 Prinsip saling melengkapi
    • 2.5 Penafsiran Kopenhagen
    • 2.6 Struktur tabel periodik
    • 2.7 Reaksi nuklir
    • 2.8 Penjelasan tentang fisi nuklir
  • 3 Referensi

Biografi

Niels Bohr lahir pada 7 Oktober 1885 di Kopenhagen, ibu kota Denmark. Ayah Niels bernama Christian dan seorang profesor fisiologi di University of Copenhagen.

Di sisi lain, ibu Niels adalah Ellen Adler, yang keluarganya secara ekonomi istimewa, memiliki pengaruh dalam lingkungan perbankan Denmark. Situasi keluarga Niels memungkinkannya memiliki akses ke pendidikan yang dianggap istimewa pada saat itu.

Studi

Niels Bohr menjadi tertarik pada fisika, dan belajar di Universitas Kopenhagen, dari mana ia memperoleh gelar master dalam fisika pada tahun 1911. Ia kemudian pergi ke Inggris, di mana ia belajar di Laboratorium Cavendish di Universitas Cambridge..

Motivasi utama untuk belajar di sana adalah untuk menerima bimbingan Joseph John Thomson, ahli kimia asal Inggris yang menerima Hadiah Nobel pada tahun 1906 untuk penemuan elektron, khususnya untuk studi yang dia lakukan tentang bagaimana listrik bergerak melalui gas.

Niat Bohr adalah untuk menerjemahkan tesis doktoralnya ke dalam bahasa Inggris, yang justru terkait dengan studi tentang elektron. Namun, Thomson tidak menunjukkan minat nyata pada Bohr, itulah sebabnya yang terakhir memutuskan untuk pergi dan menetapkan arah menuju Universitas Manchester.

Hubungan dengan Ernest Rutherford

Saat berada di Universitas Manchester, Niels Bohr memiliki kesempatan untuk berbagi dengan fisikawan dan ahli kimia Inggris Ernest Rutherford. Dia juga pernah menjadi asisten Thomson dan kemudian memenangkan Hadiah Nobel. Bohr belajar banyak dari tangan Rutherford, terutama di bidang model radioaktivitas dan atom.

Dengan berlalunya waktu, kolaborasi antara kedua ilmuwan tumbuh dan ikatan persahabatan mereka tumbuh. Salah satu peristiwa di mana kedua ilmuwan berinteraksi di bidang eksperimental terkait dengan model atom yang diusulkan oleh Rutherford.

Model ini benar dalam bidang konseptual, tetapi tidak mungkin untuk membayangkannya dengan membingkainya dalam hukum fisika klasik. Mengingat ini, Bohr berani mengatakan bahwa alasannya adalah karena dinamika atom tidak tunduk pada hukum fisika klasik..

Institut Fisika Teoritis Nordic

Niels Bohr dianggap sebagai orang yang pemalu dan tertutup, namun serangkaian esai yang diterbitkan pada tahun 1913 membuatnya mendapatkan pengakuan luas di bidang ilmiah, yang membuatnya menjadi tokoh publik yang diakui. Esai ini terkait dengan konsepsinya tentang struktur atom.

Pada tahun 1916 Bohr melakukan perjalanan ke Kopenhagen dan di sana, di kota kelahirannya, ia mulai memberikan kelas-kelas dalam teori fisika di Universitas Kopenhagen, rumah studi di mana ia dibentuk.

Berada di posisi itu dan berkat ketenaran yang diperoleh sebelumnya, Bohr memperoleh cukup uang yang diperlukan untuk menciptakan pada tahun 1920 Institut Nordic Fisika Teoritis.

Fisikawan Denmark memimpin lembaga ini dari 1921 hingga 1962, tahun di mana ia meninggal. Belakangan, institut itu mengubah namanya dan dinamai Niels Bohr Institute, untuk menghormati pendirinya. 

Segera, lembaga ini menjadi referensi dalam hal penemuan paling penting yang dibuat pada saat itu terkait dengan atom dan konformasinya..

Dalam waktu singkat Institut Fisika Teoritis Nordic setara dengan universitas lain dengan lebih banyak tradisi di daerah itu, seperti universitas Jerman di Göttingen dan Munich.

Sekolah Kopenhagen

1920-an sangat penting bagi Niels Bohr, karena selama tahun-tahun itu ia mengeluarkan dua prinsip dasar teorinya: prinsip korespondensi, yang dikeluarkan pada 1923, dan prinsip saling melengkapi, ditambahkan pada 1928..

Prinsip-prinsip tersebut adalah dasar di mana Sekolah Mekanika Kuantum Kopenhagen, juga disebut Interpretasi Kopenhagen, mulai terbentuk..

Sekolah ini menemukan hal yang buruk pada para ilmuwan hebat seperti Albert Einstein yang sama, bahwa setelah oposisi sebelum beragam eksposisi, sekolah itu akhirnya mengakui kepada Niels Bohr sebagai salah satu peneliti ilmiah terbaik saat itu..

Di sisi lain, pada tahun 1922 ia menerima Hadiah Nobel dalam Fisika untuk eksperimennya yang berkaitan dengan restrukturisasi atom, dan pada tahun yang sama putra satu-satunya, Aage Niels Bohr, lahir yang akhirnya dilatih di institut yang diketuai oleh Niels. Dia kemudian menjadi direkturnya dan, di samping itu, pada tahun 1975 dia menerima Hadiah Nobel dalam Fisika.

Selama 30-an Bohr menetap di Amerika Serikat dan fokus mempublikasikan bidang fisi nuklir. Dalam konteks inilah Bohr menentukan karakteristik fisil plutonium.

Pada akhir dekade itu, pada tahun 1939, Bohr kembali ke Kopenhagen dan menerima pengangkatan presiden Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Denmark.

Perang Dunia Kedua

Pada tahun 1940 Niels Bohr berada di Kopenhagen dan, sebagai akibat dari Perang Dunia II, tiga tahun kemudian ia terpaksa melarikan diri ke Swedia bersama keluarganya, karena Bohr memiliki asal-usul Yahudi..

Dari Swedia, Bohr melakukan perjalanan ke Amerika Serikat. Di sana ia menetap dan bergabung dengan tim kolaborasi Proyek Manhattan, yang menghasilkan bom atom pertama. Proyek ini dilakukan di laboratorium yang lokasinya Los Alamos, di New Mexico, dan selama partisipasinya dalam proyek ini Bohr mengganti namanya menjadi Nicholas Baker.

Kembali ke rumah dan mati

Pada akhir Perang Dunia Kedua, Bohr kembali ke Kopenhagen, di mana ia kembali berdiri sebagai direktur Institut Fisika Teoritis Nordic dan selalu menganjurkan penerapan energi atom dengan tujuan yang bermanfaat, selalu mencari efisiensi dalam berbagai proses.

Kecenderungan ini karena Bohr menyadari kerusakan besar yang dapat disebabkan oleh apa yang dia temukan, dan pada saat yang sama dia tahu bahwa ada penggunaan yang lebih konstruktif untuk jenis energi yang kuat ini. Kemudian, sejak 1950-an, Niels Bohr mengabdikan dirinya untuk memberikan ceramah yang berfokus pada penggunaan energi atom secara damai.

Seperti disebutkan sebelumnya, Bohr tidak melewatkan besarnya energi atom, jadi selain mengadvokasi penggunaannya yang tepat, ia juga menetapkan bahwa pemerintahlah yang harus memastikan bahwa energi ini tidak digunakan dengan cara yang merusak..

Gagasan ini dipresentasikan pada tahun 1951, dalam sebuah manifesto yang ditandatangani oleh lebih dari seratus peneliti dan ilmuwan terkenal saat itu.

Sebagai konsekuensi dari tindakan ini, dan karya sebelumnya yang mendukung penggunaan energi atom secara damai, pada tahun 1957 Ford Foundation memberinya penghargaan Atoms for Peace, yang diberikan kepada orang-orang yang berusaha untuk mempromosikan penggunaan positif dari energi jenis ini..

Niels Bohr meninggal pada 18 November 1962 di Kopenhagen, kota kelahirannya, pada usia 77 tahun.

Kontribusi dan penemuan Niels Bohr

Model dan struktur atom

Model atom Niels Bohr dianggap sebagai salah satu kontribusi terbesarnya bagi dunia fisika dan sains pada umumnya. Dia adalah yang pertama menunjukkan atom sebagai inti bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang mengorbit.

Bohr berhasil menemukan mekanisme berfungsinya atom: elektron mampu mengorbit secara independen di sekitar nukleus. Jumlah elektron yang ada di orbit luar nukleus menentukan sifat-sifat unsur fisik.

Untuk mendapatkan model atom ini, Bohr menerapkan teori kuantum Max Planck ke model atom yang dikembangkan oleh Rutherford, sebagai hasilnya mendapatkan model yang membuatnya mendapatkan Hadiah Nobel. Bohr menyajikan struktur atom sebagai tata surya kecil.

Konsep kuantum di tingkat atom

Apa yang membuat model atom Bohr dianggap revolusioner adalah metode yang digunakan untuk mencapainya: penerapan teori fisika kuantum dan keterkaitannya dengan fenomena atom.

Dengan aplikasi ini, Bohr mampu menentukan pergerakan elektron di sekitar inti atom, serta perubahan sifat mereka..

Dengan cara yang sama, melalui konsep-konsep ini, ia dapat memperoleh gagasan tentang bagaimana materi mampu menyerap dan memancarkan cahaya dari struktur internalnya yang paling tidak terlihat..

Penemuan teorema Bohr-van Leeuwen

Teorema Bohr-van Leeuwen adalah teorema yang diterapkan pada bidang mekanika. Pertama kali dikerjakan oleh Bohr pada tahun 1911 dan kemudian ditambah oleh van Leeuwen, penerapan teorema ini berhasil membedakan ruang lingkup fisika klasik dari fisika kuantum.

Teorema menyatakan bahwa magnetisasi yang dihasilkan dari penerapan mekanika klasik dan mekanika statistik akan selalu nol. Bohr dan van Leeuwen berhasil melihat sekilas konsep-konsep tertentu yang hanya dapat dikembangkan melalui fisika kuantum.

Hari ini teorema kedua ilmuwan berhasil diterapkan di berbagai bidang seperti fisika plasma, elektromekanik dan teknik listrik.

Prinsip saling melengkapi

Dalam mekanika kuantum, prinsip saling melengkapi dirumuskan oleh Bohr, yang mewakili pendekatan teoritis dan menghasilkan pada saat yang sama, berpendapat bahwa objek yang mengalami proses kuantum memiliki atribusi pelengkap yang tidak dapat diamati atau dimediasi secara bersamaan..

Prinsip saling melengkapi ini lahir dari postulat lain yang dikembangkan oleh Bohr: interpretasi Kopenhagen; mendasar untuk penyelidikan mekanika kuantum.

Interpretasi Kopenhagen

Dengan bantuan para ilmuwan Max Born dan Werner Heisenberg, Niels Bohr mengembangkan interpretasi mekanika kuantum ini, yang memungkinkan menjelaskan beberapa elemen yang memungkinkan proses mekanis, serta perbedaannya. Dirumuskan pada tahun 1927, itu dianggap sebagai interpretasi tradisional.

Menurut interpretasi Kopenhagen, sistem fisik tidak memiliki properti yang ditentukan sebelum menjadi sasaran pengukuran, dan mekanika kuantum hanya mampu memprediksi probabilitas dengan mana pengukuran yang dilakukan akan menghasilkan hasil tertentu.

Struktur tabel periodik

Dari penafsirannya tentang model atom, Bohr mampu menyusun secara lebih rinci tabel unsur periodik yang ada pada saat itu..

Dia mampu menegaskan bahwa sifat kimia dan kapasitas ikatan suatu elemen terkait erat dengan beban valensinya.

Karya-karya Bohr yang diterapkan pada tabel periodik memberi peluang pada pengembangan bidang kimia baru: kimia kuantum.

Dengan cara yang sama, unsur yang dikenal sebagai Boro (Bohrium, Bh), mendapatkan namanya sebagai penghormatan dari Niels Bohr.

Reaksi nuklir

Melalui model yang diusulkan, Bohr mampu mengusulkan dan menetapkan mekanisme reaksi nuklir dari proses dua tahap.

Dengan membombardir partikel berenergi rendah, inti dengan stabilitas rendah terbentuk yang pada akhirnya akan memancarkan sinar gamma, sementara integritasnya meluruh..

Penemuan Bohr ini dianggap penting dalam bidang ilmiah sejak lama, hingga berhasil dan ditingkatkan, bertahun-tahun kemudian, oleh salah seorang anaknya, Aage Bohr.

Penjelasan tentang fisi nuklir

Fisi nuklir adalah proses reaksi nuklir dimana inti atom mulai membelah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.

Proses ini mampu menghasilkan sejumlah besar proton dan foton, melepaskan energi secara bersamaan dan terus-menerus.

Niels Bohr mengembangkan model yang memungkinkan untuk menjelaskan proses fisi beberapa elemen. Model ini terdiri dari mengamati setetes cairan yang akan mewakili struktur inti.

Dengan cara yang sama bahwa struktur integral dari tetesan dapat dipisahkan menjadi dua bagian yang serupa, Bohr berhasil menunjukkan bahwa hal yang sama dapat terjadi dengan inti atom, yang dapat menghasilkan proses pembentukan baru atau penurunan pada tingkat atom..

Referensi

  1. Bohr, N. (1955). Manusia dan ilmu fisika. Theoria: Jurnal Internasional untuk Teori, Sejarah dan Yayasan Sains, 3-8.
  2. Lozada, R. S. (2008). Niels Bohr. UU Universitas, 36-39.
  3. Nobel Media AB. (2014). Niels Bohr - Fakta. Diperoleh dari Nobelprize.org: nobelprize.org
  4. Savoie, B. (2014). Bukti yang kuat dari teorema Bohr-van Leeuwen dalam batas semiklasik. RMP, 50.
  5. Redaksi Encyclopædia Britannica. (17 November 2016). Model senyawa-nukleus. Diperoleh dari Encyclopedia Britannica: britannica.com.