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Bohr, Niels (1885-1962)
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- Niels
Henrik David Bohr
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- Niels Henrik David Bohr, nato il
7 Ottobre
1885 a Copenaghen; morto il 18 novembre 1962 a Copenaghen;
fisico danese di fama internazionale che ricevette il
Premio Nobel della fisica nel 1922 "per i suoi meriti
acquisiti nella ricerca della struttura dell'atomo e della
radiazione da esso emessa".
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- Il padre, Christian Bohr,
fu professore di fisiologia; la madre era di una famiglia
ebrea.
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- Dopo la maturità (1903) e
ancora studente universitario, Bohr ricevette nel 1907 la
medaglia d'oro della Reale Accademia delle Scienze e delle Belle
Arti per un suo lavoro sulla tensione superficiale dei liquidi.
Dopo l'esame di master nel 1909, si trasferì nel 1911 in
Inghilterra per continuare gli studi a Cambridge e, nell'anno
successivo, a Manchester dove sposò la moglie Margarethe. Nel
1914 divenne docente e, due anni dopo, professore di fisica a
Copenaghen. In occasione di un soggiorno a Berlino nel 1920
conobbe Max Planck e Albert Einstein. Il 10 dicembre 1922
ottenne il Premio Nobel della fisica. Durante la Seconda Guerra
Mondiale, quando la Danimarca era occupata dai tedeschi, Bohr
s'impegna nella resistenza e, ma nel 1943 deve rifugiarsi in
Svezia dove chiese al re e al ministro degli esteri asilo
politico per i suoi connazionali ebrei. Dopo la guerra tornò in
Danimarca e continuò le sue ricerche sull'energia atomica,
prendendo però posizione contro l'abuso di questa tecnologia.
Per questo motivo ricevette nel 1957 il "Atoms
for Peace Award".
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Contributo scientifico
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- Uno
dei suoi contributi scientifici
più importanti è stato il modello dell'atomo (1913), il primo
(oggi superato) modello basato sulla scoperta di Rutherford, secondo
la quale gli atomi sono simili a sistemi planetari nei quali
esiste un nucleo carico positivamente e dotato di una certa
massa, attorno al quale ruotano sciami di elettroni (orbite
circolari dell'elettrone). C'era però un problema: gli atomi
avrebbero potuto esistere solo per una piccola frazione di
tempo. Un elettrone in moto su una data orbita è equivalente ad
un oscillatore elettrico ed è quindi costretto a emettere onde
elettromagnetiche perdendo rapidamente energia. Di conseguenza
gli elettroni si muoverebbero su traiettorie a spirale
terminando nel nucleo in un tempo dell'ordine di 10-8
s. Apparve presto che questo modello a orbite circolari
concentriche bisognava correggere aggiungendo qualche orbita
ellittica quantizzata. Questa estensione fece il fisico tedesco
Arnold Sommerfeld e così nacque il modello più
generale, detto di Bohr-Sommerfeld, che costituì un
passo rilevante per lo sviluppo della meccanica quantistica. la
formulazione del principio di corrispondenza e di quello della
complementarietà.
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- Altri
contributi scientifici di Bohr sono la formulazione del
principio di corrispondenza e del principio di
complementarietà. Il principio di corrispondenza dice che nella
regione dei numeri quantici molto grandi il calcolo classico e
quello quantistico devono portare allo stesso risultato.
Il principio di complementarietà dice invece che la conoscenza
di una determinata grandezza misurata esclude necessariamente la
conoscenza di altre determinate grandezze (grandezze
complementari).
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Aneddoto |
- La
seguente è stata una domanda che si rivolgeva ai candidati in
un esame
di fisica all'Università di Copenaghen:
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- Descriva
come, con mezzo di un barometro, si può misurare l'altezza di
un grattacielo.
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- Uno
dei candidati rispose: si lega il barometro ad una lunga corda,
si fa scendere il barometro dal tetto del grattacielo fino a
terra. La lunghezza della corda più quella del barometro
corrisponde esattamente all'altezza del grattacielo. Questa risposta,
altamente originale, suscitò lo sdegno degli esaminatori che
licenziarono immediatamente il candidato. Egli però si appellò
ai suoi diritti fondamentali, dicendo che la sua risposta
era indubbiamente giusta, e l'Università nominò un arbitro
indipendente, il quale sentenziò che la risposta infatti era
giusta, ma non dimostrava percepibili nozioni di fisica. Per
risolvere il problema si decise di esaminare il candidato
un'altra volta e di darlo sei minuti in cui dare una risposta
soddisfacente e dimostrare la famigliarità con in principi
fondamentali della fisica.
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- Il
candidato rimase cinque minuti in silenzio assorto in pensieri.
L'arbitro lo ricordavo che il tempo stava passando, così il
candidato disse di aver alcune risposte rilevanti, ma fosse
incerto di scegliere quali di esse vuole dare. Quando fu
sollecitato di affrettarsi, rispose come segue:
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- "Per
prima, si potrebbe portare il barometro sul tetto del
grattacielo, farlo cadere sulla strada e misurare il tempo della
caduta. L'altezza dell'edificio si può poi calcolare usando
l'equazione H=0... 5g xt al quadrato. I barometro sarà però
rotto.
-
- Oppure,
se dovesse splendere il sole, di potrebbe misurare l'altezza del
barometro, metterlo in verticale e misurare la lunghezza della
sua ombra. Poi si potrebbe misurare la lunghezza dell'ombra del
grattacielo e il calcolo della sua altezza diventa un semplice
problema dell'aritmetica proporzionale.
-
- Se
si vuole essere molto scientifico, si potrebbe legare il
barometro ad un filo corto e farlo oscillare come un pendolo,
prima sulla strada e poi sul tetto del grattacielo. L'altezza
dell'edificio corrisponde alla differenza del periodo T pari a
T=2 p2
√l/g. Oppure, se il grattacielo
possiede una scala d'emergenza esterna, la cosa più facile
sarebbe di salire e misurare l'altezza dell'edificio in
lunghezze del barometro.
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- Se
si desidera però una soluzione noiosa e ortodossa, si può
anche misurare la pressione atmosferica sulla strada e poi sul
tetto dell'edificio e calcolare l'altezza mediante la differenza
di pressione. Poiché siamo sempre tenuto ad allenare il nostro
raziocinio e di usare metodi scientifici, la cosa più semplice
sarebbe di bussare alla porta del portinaio e dire: "Se lei
desidera avere un nuovo e bello barometro, qui ne ho uno, ma lo
do solamente se mi dice che altezza ha il grattacielo". Il
candidato è stato Niels Bohr, il primo danese a ricevere il
Premio Nobel della fisica (1922).
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- Molti
altri aneddoti si
trovano nel libro "Biografia della fisica" di George
Gamov. Gamov (1904-1968), fisico russo, poi emigrato negli Stati
Uniti, fu per un anno all'Istituto di Fisica teorica di Bohr a
Copenhaghen.
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- La famiglia Bohr
era ricca di talenti: il fratello di Niels, Harald, anch'esso
matematico, è stato un popolare calciatore della Nazionale
danese e Aage Niels Bohr, il suo figlio è stato anche un noto
fisico e ricevette nel 1975 anche il Premio Nobel della Fisica.
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Pubblicazioni
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- Blaedel,
N. Harmony
and Unity: The Life of Niels Bohr.
Madison, WI: Science Tech, 1988
-
- Murdoch,
D. Niels
Bohr's Philosophy of Physics.
New York: Cambridge University Press, 1987
-
- Pais,
A. Niels
Bohr's Times: In Physics, Philosophy, and Polity.
Oxford, England: Oxford University Press, 1991
-
- Pauli,
W.; Rosenfeld, L.; and Weisskopf, V. Niels Bohr and the
Development of Physics: Essays on the Occasion of his 70th
Birthday. New York: McGraw-Hill, 1995
-
- Petruccioli,
S. Atoms,
Metaphors, and Paradoxes: Niels Bohr and the Construction of a
New Physics.
Cambridge, England: Cambridge University Press, 1994
-
- Rozenthal, S. (Ed.).
Niels
Bohr: His Life and Work as Seen by His Friends and Colleagues.
New York: Elsevier, 1985
-
- Whitaker, A. Einstein,
Bohr, and the Quantum Dilemma. 1995.
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http://it.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohr |
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