Niels Bohr - dánsky fyzik svetového významu. Nositeľ Nobelovej ceny

Narodil sa v roku 1885 v Kodani. Pochádzal z vedeckej rodiny. Jeho otec bol profesorom fyziológie, starý otec lekárom – venoval sa lekárskym vedám, ale aj filozofii svojho krajana renomovaného Sørena Kierkegaarda. Nielsov brat Harald sa stal zámym matematikom.

Bratia vyrastali vo veľmi intelektuálnom rodičovskom dome, kde sa pravidelne diskutovalo o matematike, fyzike, fyziológii, psychológii, ale i o politike.

Obaja boli aj veľmi športovo založení. S nadšením sa venovali najmä futbalu a hrávali za Akademisk Boldklub. Harald to dotiahol dokonca až do dánskej reprezentácie a s ňou sa zúčastnil na prvom futbalovom turnaji v rámci olympijských hier v roku 1908.

Niels študoval na Univerzite v Kodani fyziku, astronómiu, filozofiu a chémiu – štúdium ukončil v roku 1911 doktorskou prácou. Odvtedy kráčal veľmi systematicky hore po rebríčku vedeckých úspechov, až napokon vytvoril svoj svetoznámy Bohrov model vodíkového atómu.

Bola to prvá realistická predstava človeka o vnútornom svete atómov.

Niels Bohr však vôbec nepatril k tým typickým vedcom, ktorí trávia prevažnú časť života vo svojich laboratóriách a nad učenými knihami. Vedel žiť aj navonok a aj veľmi spoločensky.

Nielen jeho dánski krajania ho poznali  aj ako výborného športovca – a mnohí dokonca len ako športovca a nejeden z nich ho spoznal ako vedca, až keď ukončil aktívnu kariéru futbalistu.

Hneď po promócii odišiel do Cambridge, kde našiel miesto u známeho britského fyzika Thomsona, autora významných publikácií o elektróne. Ale už o rok neskôr začal pracovať v Manchestri v laboratóriach Ernesta Rutherforda (nositeľa Nobelovej ceny za chémiu). V Manchestri spoznal Margrethe Norlund, svoju neskoršiu manželku. Ich syn Aaage Niels Bohr kráčal v otcových šľapajách  a v roku 1975 dostal Nobelovu cenu za fyziku.

Rutheford bol prvým vedcom, ktorý zistil, že atómy nie sú kompaktnou hmotou, ale že pozostávajú z veľmi ťažkého jadra a ľahkého elektrónového obalu.

Ako ale vyzerali atómy vo vnútri?

Už Rutheford vypracoval model atómu. Tento model bol síce svojím spôsobom správny, mal však jednu zásadnú chybu – nedokázal vysvetliť základnu vlastnosť atomistiky:

V priebehu času nekonečnú stabilitu atómov.

V jeho modele by sa elektróny obiehajúce jadro atómu po istom čase po špirálovej dráhe napokon nevyhnutne museli zrútiť do jadra. A tak by také atómy - a tým aj cela hmota - boli nestabilné a nemohli by trvale existovať.

V roku 1913 však prišiel na scénu geniálny Niels Bohr a podnikol smelý pokus spojenia Einsteinovej predstavy svetelných kvantov s Ruthefordovým modelom atómu. Na to bol potrebný skvelý fyzikálny „inštinkt“:

Totiž presne vedieť koľko v hre o správny bezchybný model atómu je potrebné ponechať z klasickej fyziky a koľko k tomu pridať z kvantovej teórie.

A tak Bohr preukázal, že elektróny sa v atóme nepohybujú po ľubovoľných dráhach – ako to chcel Rutheford – ale len po istých dovolených dráhach (ktoré sa nazývajú diskretnými dráhami). Bohr vychádzal z toho, že tieto dráhy sú definované Planckovou konštantou a že sú to len také dráhy, ktoré definujú len celé násobky tejto konštanty.

Bohr mal pravdu, ako to ukázali neskoršie experimenty, a slávny Bohrov model atómu bol na svete. Písal sa vtedy rok 1913.

O rok neskôr sa stal docentom na Univerzite v Manchestri a krátko po tom aj docentom Univerzity Kodaň. V roku 1917 sa stal členom Dánskej Akadémie Vied.

V roku 1918 formuloval tzv. Bohrov princíp korešpodencie, ktorý vysvetluje súvis medzi klasickou fyzikou a kvantovou teóriou.

V roku 1920 počas svojho niekoľkodňového pobytu v Berlíne, kde mal viacero prednášok o svojom atómovom modele, sa spoznal aj s Einsteinom a Maxom Planckom.

Cyklus jeho prednášok v nemeckom Göttingene v lete 1922 sa stal medzinárodne známy a vošiel do dejín vedy ako „Bohr-Festspiele“.

Bohr dokázal pomocou svojho atómového modelu urobiť teoretický výpočet spektrálnych línií vodíka, čo bol veľký úspech celej jeho teórie, ktorá tak pomohla rozhodujúcim spôsobom pri formovaní nového fyzikálneho svetonázoru.

Neskôr prišli ďalší fyzici, ktorí pokračovali v práci s jeho modelom a objavili, že z neho možno získať ďalšie veľmi užitočné fyzikálne poznatky, ktoré Bohr neobjavil.

Tak je to ale so všetkými skvelými revolučnými teóriami – i s Einsteinovou. Ani veľký Albert Einstein neobjavil všetky možnosti jej využitia – takéto teórie sú jednoducho priam nevyčerpateľne „plodné“.

10. decembra 1922 bola Bohrovi udelená Nobelova cena za fyziku.

Niels Bohr zomrel v Kodani v roku 1962