Niels Bohr war einer der führenden Wissenschaftler der modernen Physik, bekannt für seine wesentlichen Beiträge zur Quantentheorie und seine mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung zur Struktur von Atomen.
Bohr wurde 1885 als Sohn gut ausgebildeter Eltern in Kopenhagen geboren und interessierte sich schon in jungen Jahren für Physik. Er studierte das Fach während seiner Studien- und Abschlussjahre und promovierte 1911 in Physik an der Universität Kopenhagen.
Noch als Student gewann Bohr einen Wettbewerb der Akademie der Wissenschaften in Kopenhagen für seine Untersuchung der Messung der Flüssigkeitsoberflächenspannung mit oszillierenden Flüssigkeitsstrahlen. Bohr arbeitete im Labor seines Vaters (eines renommierten Physiologen), führte mehrere Experimente durch und stellte sogar seine eigenen Glasreagenzgläser her.
Bohr ging über die derzeitige Theorie der Flüssigkeitsoberflächenspannung hinaus, indem er die Viskosität des Wassers berücksichtigte und statt infinitesimaler Amplituden endliche Amplituden einbezog. Er reichte seinen Aufsatz in letzter Minute ein und gewann den ersten Platz und eine Goldmedaille. Er verbesserte diese Ideen und sandte sie an die Royal Society in London, die sie laut Nobelprize.org 1908 in der Zeitschrift Philosophical Transactions der Royal Society veröffentlichte.
Seine spätere Arbeit wurde zunehmend theoretisch. Während seiner Forschung für seine Doktorarbeit über die Elektronentheorie von Metallen stieß Bohr erstmals auf Max Plancks frühe Quantentheorie, in der Energie als winzige Teilchen oder Quanten beschrieben wurde.
1912 arbeitete Bohr für den Nobelpreisträger J.J. Thompson in England, als er Ernest Rutherford kennenlernte, dessen Entdeckung des Kerns und Entwicklung eines Atommodells ihm 1908 einen Nobelpreis für Chemie eingebracht hatte. Unter Rutherfords Anleitung begann Bohr, die Eigenschaften von Atomen zu untersuchen.
Bohr hielt von 1913 bis 1914 einen Lehrauftrag für Physik an der Universität Kopenhagen und bekleidete von 1914 bis 1916 eine ähnliche Position an der Victoria University in Manchester. 1916 kehrte er an die Universität Kopenhagen zurück, um Professor für theoretische Physik zu werden. 1920 wurde er zum Leiter des Instituts für Theoretische Physik ernannt.
Bohr kombinierte Rutherfords Beschreibung des Kerns und Plancks Theorie über Quanten, erklärte, was in einem Atom passiert, und entwickelte ein Bild der Atomstruktur. Diese Arbeit brachte ihm 1922 einen eigenen Nobelpreis ein.
Im selben Jahr, in dem er sein Studium bei Rutherford begann, heiratete Bohr die Liebe seines Lebens, Margaret Nørlund, mit der er sechs Söhne hatte. Später wurde er Präsident der Königlich Dänischen Akademie der Wissenschaften sowie Mitglied wissenschaftlicher Akademien auf der ganzen Welt.
Als die Nazis im Zweiten Weltkrieg in Dänemark einfielen, gelang es Bohr, nach Schweden zu fliehen. Die letzten zwei Kriegsjahre verbrachte er in England und den USA, wo er sich für das Atomic Energy Project engagierte. Es war ihm jedoch wichtig, seine Fähigkeiten zum Guten und nicht zur Gewalt einzusetzen. Er widmete seine Arbeit dem friedlichen Einsatz der Atomphysik und der Lösung politischer Probleme, die sich aus der Entwicklung atomarer Zerstörungswaffen ergeben. Er glaubte, dass Nationen völlig offen miteinander sein sollten, und schrieb diese Ansichten 1950 in seinem Offenen Brief an die Vereinten Nationen auf.
Atommodell
Bohrs größter Beitrag zur modernen Physik war das Atommodell. Das Bohr-Modell zeigt das Atom als kleinen, positiv geladenen Kern, der von umlaufenden Elektronen umgeben ist.
Bohr entdeckte als erster, dass sich Elektronen in getrennten Bahnen um den Kern bewegen und dass die Anzahl der Elektronen in der äußeren Umlaufbahn die Eigenschaften eines Elements bestimmt.
Das chemische Element Bohrium (Bh), Nr. 107 im Periodensystem der Elemente, ist nach ihm benannt.
Flüssigkeitströpfchentheorie
Bohrs theoretische Arbeit trug wesentlich zum Verständnis der Wissenschaftler für die Kernspaltung bei. Nach seiner Flüssigkeitströpfchentheorie liefert ein Flüssigkeitstropfen eine genaue Darstellung des Atomkerns.
Diese Theorie war maßgeblich an den ersten Versuchen beteiligt, Uranatome in den 1930er Jahren zu spalten, ein wichtiger Schritt bei der Entwicklung der Atombombe.
Trotz seiner Beiträge zum US-Atomenergieprojekt während des Zweiten Weltkriegs war Bohr ein ausgesprochener Verfechter der friedlichen Anwendung der Atomphysik.
Quantentheorie
Bohrs Konzept der Komplementarität, über das er zwischen 1933 und 1962 in einer Reihe von Aufsätzen schrieb, besagt, dass ein Elektron auf zwei Arten betrachtet werden kann, entweder als Teilchen oder als Welle, aber niemals beide gleichzeitig.
Dieses Konzept, das die Grundlage der frühen Quantentheorie bildet, erklärt auch, dass unabhängig davon, wie man ein Elektron betrachtet, jedes Verständnis seiner Eigenschaften auf empirischen Messungen beruhen muss. Bohrs Theorie betont den Punkt, dass die Ergebnisse eines Experiments stark von den Messwerkzeugen beeinflusst werden, mit denen sie durchgeführt wurden.
Bohrs Beiträge zum Studium der Quantenmechanik werden am Institut für Theoretische Physik der Universität Kopenhagen, das er 1920 mitbegründete und bis zu seinem Tod 1962 leitete, für immer in Erinnerung gerufen. Zu seinen Ehren wurde es seitdem in Niels-Bohr-Institut umbenannt.
Niels Bohr Zitate
"Jede große und tiefe Schwierigkeit hat ihre eigene Lösung. Sie zwingt uns, unser Denken zu ändern, um sie zu finden."
"Alles, was wir als real bezeichnen, besteht aus Dingen, die nicht als real angesehen werden können."
"Die beste Waffe einer Diktatur ist die Geheimhaltung, aber die beste Waffe einer Demokratie sollte die Waffe der Offenheit sein."
"Drücken Sie sich niemals klarer aus, als Sie denken können."
