NIELS BOHR
Il radicale cambiamento della concezione dell’atomo e dell’idea stessa
di scienza.
Cecilia Capelli 5^G
A.S. 2014/2015
Liceo Scientifico ‘‘G.Ulivi’’- Parma
Indice:
• Un grande premio Nobel
• Istruzione
• Cambridge e Thomson,
Manchester e Rutherford
• Enigmi da risolvere
• L’ ‘‘atomo di Bohr’’ del 1913
• Conseguenze del modello
atomico
• Il ‘‘principio di complementarietà’’
del 1927
• Il dibattito Bohr-Einstein
• Fisica nucleare e medicina
• La Seconda Guerra Mondiale e il
‘‘Progetto Manhattan’’
• Gli ultimi anni
Un grande premio Nobel
Nasce il 7 ottobre
1885 a Copenaghen
da Christian Bohr e
Ellen Adler.
Fin dalla giovane età
mostra grande
apertura mentale ed
interesse scientifico.
Istruzione
Dal 1892 frequenta la scuola
“Gammelholm Latin School” di
Copenaghen.
Nel 1911 si laurea in Fisica dell’Università
di Copenaghen con una tesi sul
comportamento degli elettroni nei
metalli.
Cambridge e Thomson, Manchester e
Rutherford
Grazie ad una borsa di studio può
proseguire gli studi fisici in
Inghilterra.
Inizialmente collabora con
J.J.Thomson a Cambridge, poi con E.
Rutherford a Manchester.
Individua nel modello atomico di
Rutherford forti incongruenze.
Enigmi da risolvere
Teoria del collasso:
l’elettrone, carica elettrica in
movimento, avrebbe
progressivamente perso
energia precipitando sul
nucleo.
Natura discontinua dello spettro di
emissione degli elementi chimici
sottoposti ad una scarica elettrica.
L’ ‘‘atomo di Bohr’’del 1913
Primo postulato:
Nell’atomo, l’elettrone percorre solo determinate orbite circolari quantizzate,
nelle quali ruota senza assorbire né emettere energia chiamate orbite
stazionarie.
Secondo postulato:
• L’elettrone assorbe energia solo se salta da
un’orbita a un’altra di livello energetico
maggiore.
• Quando l’elettrone torna a un livello di
energia minore l’atomo emette energia
sotto forma di fotoni.
• l’energia, emessa o assorbita, è uguale alla
differenza di energia delle due orbite.
Terzo postulato:
Il momento della quantità di
moto, può assumere
nell’atomo solo valori discreti
esprimibili dalla condizione di
quantizzazione:
Lo spettro discontinuo a righe:
Ogni riga dello spettro di emissione
corrisponde ad un salto, cioè ad un
preciso valore di energia uguale alla
differenza di energia fra due orbite.
Conseguenze del modello atomico
Per la prima volta un modello atomico era in grado di spiegare nel
dettaglio lo spettro dell’atomo di idrogeno.
Ma la comunità scientifica non era pronta ad accettare una fisica che, a
livello microscopico, contraddiceva i postulati della fisica classica.
Dopo 10 anni le sue innovazioni vennero comprese e, nel 1922, gli venne
conferito il Nobel per la fisica.
Il ‘‘principio di complementarietà’’ del 1927
L’aspetto ondulatorio e corpuscolare della
materia e della luce sono due facce dello
stesso fenomeno e non due categorie
diverse di eventi.
Mai possono essere individuati entrambi
gli aspetti contemporaneamente.
Il dibattito Bohr-Einstein
Con la fisica di Bohr nasce anche
l’indeterminismo: la scienza può
conoscere solo il risultato di
esperimenti e osservazioni.
«Dio non gioca a dadi con l’universo»:
visione anti-probabilistica di Einstein.
Bohr vince il dibattito.
Fisica nucleare e medicina
Bohr e G.D. Hevesey utilizzarono gli acceleratori
di particelle per creare isotopi radioattivi a bassa
intensità per fini medici:
• Venivano iniettati nei corpi dei viventi per
individuarne la radioattività ed osservare
ostruzioni indicative di anomalie.
• La radioattività iniziò ad essere utilizzata come
cura contro il cancro.
La Seconda Guerra Mondiale e il ‘‘Progetto
Manhattan’’ jkg
L’Istituto di Fisica teorica viene occupato dai
tedeschi.
Bohr e la sua famiglia fuggono in Svezia.
Bohr prende parte al progetto segreto istituito da
Franklin Delano Roosvelt.
Era scettico riguardo alla possibilità imminente di costruire una bomba
nucleare.
Utilizzò i suoi contatti politici per informare sui rischi del funzionamento della
bomba.
Gli ultimi anni
Nel ‘45 Bohr e la sua famiglia tornano a
Copenaghen.
I disastri di Hiroshima e Nagasaki spingono
Bohr a battersi per l’applicazione pacifica
dell’energia nucleare e per favorire una
cooperazione internazionale in questo ambito.
(‘‘Lettera Aperta alle Nazioni Unite, 1950’’)
Nel ‘52 fu tra i fondatori del CERN e primo
direttore della Divisione Teorica con sede a
Copenaghen.
Gli vennero riconosciute 34 lauree ad honorem e
Eisenhower gli conferì il primo premio del
progetto ‘‘Atomi per la Pace’’.
Negli ultimissimi anni si dedica alla famiglia,
agli sviluppi della biologia e alla scrittura di
riflessioni sulla vita (pubblicato postumo).
Nel ’62 muore a causa di un attacco di
cuore.
Nel ‘65 l’Istituto di fisica Teorica prende il
nome di ‘‘Istituto Niels Bohr’’.
“L’atomo di Bohr rese i contemporanei consapevoli che occorreva un
nuovo modo di descrivere i fenomeni a livello microscopico e, sebbene
scientificamente superato, resta ancora oggi nella mente di molti come
l’immagine di come l’atomo sia fatto, e un simbolo della fisica”.
(A. P. French, P. J. Kennedy (eds), Niels Bohr : A centenary volume,
London, 1985).
BIBLIOGRAFIA:
•U. Amaldi, L’Amaldi per i licei scientifici, ZANICHELLI, 2012.
•J. Navarro, BOHR l’atomo quantistico- Passaporto quantistico verso un altro
stato, RBA, 2014.
•J. Ottaviani e L. Purvis, Un pensiero abbagliante- Niels Bohr e la fisica dei
quanti, SIRONI, 2007.
•G. Segrè, Faust a Copenaghen, IL SAGGIATORE, 2009.
SITOGRAFIA
•www.aif.it
•www.dmf.unicatt.it
•www.fisica.unid.it
•www.nbi.ku.dk
•www.online.scuola.zanichelli.it
