Den danske fysikeren Niels Bohr utarbeidet en atomteori som har vært av fundamental betydning for moderne fysikk.

Niels Bohr av Ukjent/NTB Scanpix ※. Gjengitt med tillatelse

Niels Bohr var en dansk fysiker som fikk Nobelprisen i fysikk i 1922 for sine undersøkelser av atomenes bygning. Hans arbeider har vært av fundamental betydning for moderne fysikk.

I 1911 ble Bohr dr.phil. på avhandlingen Studier over Metallernes Elektrontheori. Han studerte i 1911–1913 hos Joseph John Thomson i Cambridge og Ernest Rutherford i Manchester.

Han var lektor ved Københavns Universitet i 1913–1914 og i Manchester i 1914–1915, og han var professor i København i 1916–1955.

Bohrs arbeider i atomteori har vært av fundamental betydning for moderne fysikk. Hans første arbeider om atomenes og molekylenes struktur kom i 1913. De inneholdt Bohrs berømte to postulater, hvor han i strid med klassiske forestillinger antok at:

  1. elektronene i et atom beveger seg i faste eller stasjonære baner uten å sende ut stråling
  2. spektrallinjene oppstår ved at elektronene utfører såkalte kvantesprang fra en bane og over i en annen

Teorien som han utviklet på dette grunnlaget, var i overensstemmelse med Rutherfords oppdagelse av atomkjernen som var gjort året i forveien og med Max Plancks antagelse om strålingskvanter. Den forklarte frekvenssammenhengen mellom linjene i hydrogenspektret, balmerserien, som var oppdaget 30 år tidligere, og den gav riktig verdi for Rydbergs konstant, som inngår i denne sammenhengen.

For å få sammenheng mellom sin teori og den klassiske fysikk, fremsatte Bohr sitt korrespondanseprinsipp. Her krevde han samsvar eller korrespondanse mellom de to teoriene på en slik måte at man for store kvantetall, det vil si når elektronene beveger seg i store baner eller når virkningskvantet blir lite i forhold til de observerte virkninger, får samme resultat ved de to betraktningsmåtene.

Bohrs teori vakte straks oppsikt over hele Europa. Spesiell betydning fikk det at en av Tysklands ledende fysikere, Arnold Sommerfeld, fattet stor interesse for den. I løpet av de følgende 10 år utformet disse to en meget omfattende teori for atomenes struktur, der de blant annet kunne redegjøre for oppbyggingen av grunnstoffenes periodesystem.

Under sitt opphold i Manchester stod Bohr i nær kontakt med den eksperimentelle fysikken, en kontakt som han opprettholdt livet igjennom. Den viste seg meget verdifull, både fordi han kunne foreslå eksperimenter til etterprøving av sine teorier og fordi nye landevinninger innen eksperimentalfysikken stadig gav ham inspirasjon og utfordret ham.

I 1921 fikk Bohr sitt eget institutt, Universitetets Institut for Teoretisk Fysik, seinere kalt Niels Bohrs Institut. Hit kom snart ledende fysikere som Einstein, Sommerfeld og Planck for å drøfte aktuelle spørsmål, men først og fremst ble instituttet et tilholdssted for helt unge fysikere: Hans Kramers, Oskar Klein, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Paul Adrian Dirac og mange andre som Bohr forstod å trekke til seg, og som skulle prege utviklingen av fysikken i de kommende år.

Under Bohrs ledelse arbeidet disse blant annet med å gi kvantefysikken et fastere grunnlag enn Bohrs postulater var. Dette ledet i 1925 frem til Heisenbergs kvantemekanikk, omtrent samtidig med at Erwin Schrödinger hadde løst samme problem på en litt annen måte (se kvantefysikk).

Den nye kvantefysikkens samtidige bølge- og partikkelmodeller sammenfattet Bohr i det han kalte komplementaritetsprinsippet. Dette synet blir nå godtatt av de fleste fysikere, men var til å begynne med gjenstand for sterk kritikk. Særlig opponerte Einstein mot Bohrs oppfatning, noe som ansporet Bohr sterkt til å forklare og utdype sitt syn. Bohr pekte også på at komplementaritetsprinsippet kunne ha gyldighet utenfor fysikkens område, for eksempel innen biologi og psykologi.

Med kvantefysikken var den prinsipielle beskrivelse av atomene gitt, og Bohr kom fra begynnelsen av 1930-årene til å befatte seg mer og mer med atomkjernen (se kjernefysikk). Han viste i 1936 at en rekke av kjernens egenskaper kunne beskrives ved en dråpemodell, hvor nukleonene antas å bevege seg i kjernen på samme måte som molekylene i en væskedråpe. Ut fra denne modellen kunne han i 1938 forklare spaltingen (fisjonen) av urankjernen. Han viste også at fisjonen skyldtes uranisotopen 235U, og han diskuterte i 1939 muligheten av å lage kjernevåpen, men mente at de tekniske vanskelighetene var for store til at dette kunne la seg gjøre i nær fremtid.

I 1943 flyktet han til Sverige og kom snart til England og USA, hvor han deltok i utviklingen av den kjernefysiske bomben. Både under og etter andre verdenskrig gjorde han seg til ivrig talsmann for internasjonal utveksling av forskningsresultater, for derved å øke internasjonal forståelse og nå frem til en avtale som hindret bruk av kjernevåpen. Dette syn hevdet han blant annet i samtaler med Churchill og Roosevelt og i et brev til FN i 1950.

Etter krigen vendte Bohr tilbake til sitt institutt i København, som fortsatte å være et internasjonalt senter for kjernefysisk forskning. Han arbeidet aktivt for opprettelsen av det intereuropeiske instituttet CERN, som de første årene (1952–1957) hadde sin teoretiske avdeling i København. Da denne avdelingen flyttet, fikk han etablert et nytt institutt, Nordisk institutt for teoretisk atomfysikk, NORDITA, hvor yngre forskere fra de fem nordiske land kan få videre utdannelse under veiledning av verdens fremste fysikere. Bohr stod for den daglige ledelsen av dette instituttet helt til sin død.

Bohr fikk i 1922 Nobelprisen i fysikk for sine undersøkelser av atomenes bygning. Han ble æresdoktor ved Universitetet i Oslo i 1938, ble tildelt den danske Elefantordenen i 1947, fikk den første amerikanske Atoms for Peace-prisen i 1957 og mottok tallrike andre medaljer og æresbevisninger.

Niels Bohr var far til Aage Niels Bohr og bror av Harald August Bohr.

  • Blædel, Niels: Harmoni og enhed : Niels Bohr : en biografi, 1985, Finn boken
  • Favrholdt, David: Spaltningen : Niels Bohr og Werner Heisenberg i videnskab og politik, 2005, isbn 87-595-2450-2, Finn boken
  • Pais, Abraham: Niels Bohr og hans tid : i fysik, filosofi og samfundet, 1994, isbn 87-7763-144-7, Finn boken

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.