بوهر

 نیلز هنریک دیوید بوهر در سال 1885 و در کپنهاک دانمارک به دنیا آمد پدر او کریستیان بوهر استاد فیزیولوژی دانشگاه کپنهاک و مادرش الن آلدر بوهر دختر یک خانواده یهودی دانمارکی سرشناس در مراکز بانکی و پارلمانی بود خانواده بوهر کلیسارو نبودند ولی زن خانواده بر خلاف یهودی بودنش توافق کرده بود که بچه ها مسیحی بار آورده شوند بوهر در سال 1903 در رشته فیزیک دانشگاه کپنهاک نام نویسی کرد در دانشگاه نیلز با انجام آزمایشهایی در باره نیروی کشش سطحی آب و اندازه گیری آن نیرو خود را ممتاز کرد و توانست به پاس انجم آن کار مدال طلای آکادمی علوم و ادبیات دانمارک را به دست آورد وی در سال 1911 با نوشتن تزی در باره نظریه الکترونی فلزات - که تاکید آن بر نارسایی های فیزیک کلاسیک در توضیح رفتار ماده در سطح اتمی بود – درجه دکترای خود را دریافت کرد نوشتن آن تز آغاز تمرکز اندیشه وی بر روی موضوع تحقیق بقیه دوره زندگی خود بود بوهر در انگلستان پس از همکاری مختصری با ج.ج تامسون در کمبریج رهسپار آزمایشگاه رادرفورد در منچستر شد. داشتن رابطه با رادرفورد سر مشق حیات علمی بعدی او شد آن دو از همان نخستین ملاقات با یکدیگر دوست شدند و تا پایان عمر دوستانی نزدیک باقی ماندند. در واقع رادرفورد بود که بوهر را به بالاترین تراز پژوهش در زمینه فیزیک آورد. بوهر که در درک اهمیت نظری شگرف و ارزش انکشافی الگوی هسته ای اتم که در سال 1910 توسط رادرفورد وضع شده بود – ذهنی تند و تیز داشت، و از آن استفاده کرد تا نکات زیر را روشن سازد:

1.  خواص شیمیایی یک اتم از جمله جای آْن در جدول تناوبی بستگی به آرایش الکترونهای آن دارد .

2.  خواص رادیو اکتیو(پرتوزا) با هسته مرتبط است.

3.   ایزوتوپها متناظرند با اتم هایی که دارای الکترونهای یکسان اما هسته های جرمی متفاوتند .

4.  فروپاشی پرتوزا بار هسته و در نتیجه تعداد الکترونها و هویت شیمیایی اتم را تغییر می دهد.

بوهر سپس به نحوه تعیین ماهیت دقیق رابطه میان عدد اتمی یک عنصر که فشرده و خلاصه ای از رفتار شیمیایی آن به شمار می رود و تعداد الکترونهای موجود در اتم پی برد بوهر در سال 1912 به دانمارک بازگشت و به سمت دانشیاری فیزیک دانشگاه کپنهاک منصوب شد او پس از شکل گیری حرفه آینده اش در کپنهاک با مارگارت نورلند ازدواج کرد. ازدواج آن دو پیوندی محکم و پر از خوشبختی از آب درآمد و برای بوهر منبع مادام العمر وفاق و قوت شد. زن و شوهر شش فرزند پسر پیدا کردند که چهار تن از آنها به سن بلوغ و بالاتر از آن رسیدند. بوهر در پی استقرار در کپنهاک به اندیشه در باره جنبه های نظری مدل اتم هسته دار رادرفورد ادامه داد این مدل مانند منظومه شمسی بسیار کوچک با هسته ای در میان به مثابه خورشید و الکترونهایی در حال گردش به گرد آ» به مثابه سیارات بود. فیزیکدانان آن را در کل پذیرفته بودند.اما در آن اشکال بزرگی هم که امروزه آن را یک ناهنجاری می خوانند می دیدند به موجب نظریه الکترومغناطیس ذره باردار و چرخانی مانند الکترون باید در هر دوره گردش مقداری انرژی به صورت تابش پخش و در نتیجه بخشی از انرژی خود را از دست بدهد طبق تئوری در چنین حالتی دایره مسیر باید مارپیچ وار تنگ و تنگ تر شده الکترون سرانجام به درون هسته سقوط می کند اما این وضع پیش نیامده الکترونها به داخل هسته فرو نمی ریزند و اتم به مدت نامحدود پایدار باقی می ماند ناهنجاری بدین سان در این مغایرت رفتار الکترون با پیش بینی نطریه الکترومغناطیس بود.

بوهر برای یافتن توضیح مسئله شیوه تازه ای به کار برد و گفت: تئوری بی تئوری. الکترون تا زمانی که به چرخش ادامه می دهد هیچ تابشی از خود به بیرون نمی فرستد او این را در حالی می گفت که نظریه و شواهد آزمایشگاهی، هر دو نشان می دادند که وقتی ئیدروژن حرارت ببیند از خود نود تابش می کند و عقیده ابن بود که ان نور از الکترون اتم هم تابش می شود. بوهر در سال 1913 با آن روش به تجسم ساختاری برای اتم دست یافت بوهر در توضیح چگونگی رفتار الکترون از وجود رابطه جدیدی بین ماده و نور سخن به میان آورد و گفت که الکترون در رفتن از مداری به مدار دیگر انرژی، بصورت بسته یا پیمانه هایی از انرژی تشعشعی جذب یا تابش می کند(چیزی که امروزه فوتون یا کوانتوم نور نامیده می شود) هر چه طول موج نور تابیده کمتر باشد انرژی فوتون آن بیشتر است.
 

ئیدروژن سه خط طیفی روشن به رنگهای قرمز، سبز متمایل به آبی و آبی دارد. بوهر تشریح کرد که خطوط رنگی واضح طیف همان تابشهای اتم ئیدروژن هستند نور قرمز هنگامی تابش می شود که الکترون از مدار سوم به مدار دوم بجهد ونور سبز متمایل به آبی مربوط به جهش الکترون از مدار چهارم به دوم است. در آغاز بسیاری از فیزیکدانان مسن تر از جمله ج.ج. تامسون در باره درستی نظریه بوهر تردید کردند اما رادرفورد از حامیان ان شد بطوریکه نظریه جدید سرانجام پذیرفته شد. بوهر در سال 1913 سه مقاله در باره ساختار اتم منتشر کرد که یکی از آنها مقاله در باره ساختمان اتم و مولکول بود او سالهای 1914 تا 1916 را در منچستر گذارنید و یکبار دیگر در آنجا تحت حمایت رادرفورد به کار پرداخت پس از آن در سال 1916 تصدی کرسی استادی فیزیک دانشگاه کپنهاک به او پیشنهد شد وی به قصد قبول آن به دانمارک بازگشت و تا پایان عمر مدیر آن مؤسسه باقی ماند.