Niels Bohr

Niels Bohr
Niels Bohr Niels Bohr, em 1922
Conhecido(a) por	Interpretação de Copenhaga, princípio da complementaridade, modelo atômico de Bohr, antiga teoria quântica
Nascimento	7 de outubro de 1885 Copenhaga
Morte	18 de novembro de 1962 (77 anos) Copenhaga
Nacionalidade	Dinamarquês
Alma mater	Universidade de Copenhague
Prêmios	Medalha Hughes (1921), Guthrie Lecture (1922), Nobel de Física (1922), Medalha Matteucci (1923), Medalha Franklin (1926), Medalha Max Planck (1930), Medalha Copley (1938), Prêmio Átomos pela Paz (1957)
Assinatura
Niels Bohr Signature.svg
Orientador(es)(as)	Christian Christiansen e Ernest Rutherford
Orientado(a)(s)	Léon Rosenfeld, Hendrik Anthony Kramers
Instituições	Universidade de Copenhague, Universidade de Cambridge, Universidade de Manchester
Campo(s)	Física
Tese	1911: Studies on the Electron Theory of Metals

Niels Henrick David Bohr (Copenhaga, 7 de outubro de 1885 — Copenhaga, 18 de novembro de 1962) foi um físico dinamarquês cujos trabalhos contribuíram decisivamente para a compreensão da estrutura atômica e da física quântica.

Licenciou-se na sua cidade natal em 1911 e trabalhou com Joseph John Thomson e Ernest Rutherford na Inglaterra. Em 1913, aplicando a teoria da quantificação aos elétrons/electrões do modelo atômico de Rutherford, conseguiu interpretar algumas das propriedades das séries espectrais do hidrogênio e a estrutura do sistema periódico dos elementos. Formulou o princípio da correspondência e, em 1928, o da complementaridade. Estudou ainda o modelo nuclear da gota líquida, e antes da descoberta do plutónio, previu a propriedade da cisão, análoga à do U-235. Bohr recebeu o Nobel de Física em 1922.

A sua teoria para a explicação do modelo atômico proposto por Rutherford em 1911, levando em conta a teoria quântica (formulada por Max Planck em 1900), não foi levada a sério. Depois, no decorrer e depois da década de 1920, vários físicos ajudaram a criar o modelo existente hoje. Entre estes físicos podemos citar, dentre outros, Albert Einstein, Louis de Broglie, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg e Wolfgang Pauli.

Biografia

Niels Henrik David Bohr nasceu em Copenhague no dia 7 de outubro de 1885, filho do célebre e abastado químico dinamarquês Christian Bohr. Niels era o irmão o meio e cresceu sob uma mentalidade liberal-intelectual proveniente da profissão do pai.

Quando criança, a brilho de Bohr foi sempre ofuscado pela hegemonia do irmão mais novo, Harald, que viria a se tornar um importante matemático do séc. XX. Passou a destacar-se nos campos científicos e no futebol no início de seu ginásio, assim como o irmão.

Logo após concluir o ginásio, em 1903, Bohr cursa Física Teórica na Universidade de Copenhague. Em 1907, no ultimo ano da faculdade, recebe um prémio da Academia Real Dinamarquesa de Ciência e Letras por um impressionante ensaio sobre a tenção da agua na superfície, em dos poucos em sua vida produzido a partir da observação e de experimentos.

Pouco depois, em 1909 começou a desenvolver sua tese de doutorado, intitulada “Um estudo da teoria dos elétrons dos metais”, na qual pela primeira vez Bohr sugere que os elementos ou partículas do campo atômico não estão sujeitas às leis da física convencionais.

Em 1911, após concluir sua tese, muda-se para Cambridge a fim de estudar com o famoso físico inglês J.J Thompson, o descobridor dos elétrons. No entanto suas 1° experiências na Inglaterra não foram muito positivas: por conta de barreira linguística (Bohr não falava inglês muito bem) e de dificuldade em se expressar sob pressão, Bohr e Thompson frequentemente discutiam e logo o físico inglês passou a odiá-lo e a rejeitar boa parte de suas teorias.

No entanto nesse mesmo ano Bohr conhece o físico e químico neozelandês Ernest Rutherford, pelo qual logo cria uma simpatia. Nesse encontro Rutherford lhe apresenta seu modelo de estrutura atômica. Bohr passaria a maior parte do ano seguinte pesquisando e complementado esse modelo

Já no início de 1912 Rutherford o convida para ajuda-lo em suas pesquisas na Universidade de Manchester e rapidamente recebe um SIM como resposta, Bohr chega a Manchester em março e em agosto casa-se com Margarethe Norlund já em Copenhague. Nesse período torna-se professor na Universidade de Copenhague.

Em 1913 publica os resultados de sua pesquisa (de ano de 1912), sua tese final, na revista Philosophical Magazine, na qual complementou e relacionou o modelo atômico de Rutherford com a teoria quântica de Max Planck e a “formula da coloração de espectro luminoso” do suíço Johann Balmer.

Primeiros anos

Bohr nasceu em 7 de outubro de 1885 em Copenhaga, Dinamarca. Seu pai, Christian Bohr, foi professor de fisiologia na Universidade de Copenhaga (que possui o nome em homenagem ao Efeito de Bohr). Enquanto sua mãe, Ellen Adler Bohr, (nome de solteira Adler) veio de uma rica e proeminente família judia. Apesar de ter um fundo religioso, mais tarde renunciou a sua adesão a partir da Igreja Luterana e se tornou um ateu. Seu irmão era Harald Bohr, foi um matemático e jogador de futebol olímpico que jogou na Seleção Dinamarquesa de Futebol. Niels Bohr também foi um jogador de futebol apaixonado, e os dois irmãos tiveram um número de partidas para o time de Copenhaga Akademisk Boldklub, com Niels no gol.

Seu avô paterno, Henrik Georg Christian Bohr, foi um professor, teólogo e historiador dinamarquês. Sua avó paterna se chamava Augusta Louise Caroline Rimestad. Seu irmão, o matemático Harald Bohr, iniciou o estudo das funções quase-periódicas. Um dos seus filhos, Aage Niels Bohr, ganhou o prêmio Nobel de Física em 1975.

Bohr casou com Margrethe Nørlund, com quem teve seis filhos, dois dos quais não sobreviveram. Seus filhos sobreviventes foram Hans Henrik (médico), Erik (engenheiro elétrico), Aage (físico) e Ernest (advogado).

Árvore genealógica baseada no artigo do site do prêmio Nobel e no Dansk biografisk lexicon. Outros cinco filhos de Niels, e possivelmente irmãos, foram omitidos por simplificação

Henrik Georg Christian Bohr

Augusta Louise Caroline Rimestad

Christian Bohr

Ellen (Adler) Bohr

Niels Bohr

Harald Bohr

Margrethe Nørlund Bohr

Hans Henrik Bohr

Erik Bohr

Aage Niels Bohr

Ernest Bohr

Início de carreira

Ver artigo principal: Átomo de Bohr

Bohr e Einstein.

Quando ainda era estudante, um anúncio, da Academia de Ciências de Copenhague, de um prêmio para quem resolvesse um determinado problema científico levou-o a realizar uma investigação teórica e experimental sobre a tensão da superfície provocada pela oscilação de jactos fluídos. Este trabalho, levado a cabo no laboratório do seu pai, ganhou o prêmio ( a medalha de ouro ) e foi publicado em “Transactions of the Royal Society”, em 1908.

Bohr continuou as suas investigações e a sua tese de doutoramento incidiu sobre as propriedades dos metais com a ajuda da teoria dos electrons que ainda hoje é um clássico no campo da física. Nesta pesquisa Bohr confrontou-se com as implicações da teoria quântica de Planck. No Outono de 1911, Bohr mudou-se para Cambridge, onde trabalhou no Laboratório Cavendish sob a orientação de Joseph John Thomson.

Na primavera de 1912, Niels Bohr passou a trabalhar no laboratório do professor Rutherford, em Manchester, onde realizou um trabalho sobre a absorção de raios alpha, que foi publicado na “Philosophical Magazine”, em 1913.

Entretanto, Bohr passou a dedicar-se ao estudo da estrutura do átomo, baseando-se na descoberta do núcleo atómico, realizada por Ernest Rutherford.

Modelo Atômico de Rutherford.

No mesmo ano, Bohr casou com Margrethe Norlund, com quem viria a ter seis filhos. Quando regressou à Dinamarca em 1913, Bohr procurou estender ao modelo atômico proposto por Rutherford os conceitos quânticos de Planck.

Bohr acreditava que, utilizando a teoria quântica de Planck, seria possível criar um novo modelo atômico, capaz de explicar a forma como os elétrons absorvem e emitem energia radiante. Esses fenômenos eram particularmente visíveis na análise dos espectros luminosos produzidos pelos diferentes elementos. Ao contrário do produzido pela luz solar, esses espectros apresentam linhas de luz com localizações específicas, separadas por áreas escuras. Nenhuma teoria conseguira até então explicar a causa dessa distribuição.

Em 1913, estudando o átomo de hidrogênio, Bohr formulou um novo modelo atômico, concluindo que o eletrón do átomo não emitia radiações enquanto permanecesse na mesma órbita, emitindo-as apenas quando em deslocamento de um nível de maior energia (órbita mais distante do núcleo, onde a energia cinética do elétron tende a diminuir enquanto que sua energia potencial tende a aumentar; mas, sua energia total aumenta) para outro de menor energia (órbita menos distante, onde sua energia cinemática tende a aumentar e sua energia potencial tende a diminuir; mas, sua energia total diminui).

A teoria quântica permitiu-lhe formular esta concepção de modo mais preciso: as órbitas não se localizariam a quaisquer distâncias do núcleo, pelo contrário, apenas algumas órbitas seriam possíveis, cada uma delas correspondendo a um nível bem definido de energia do eletrón. A transição de uma órbita para a outra seria feita por saltos pois, ao absorver energia, o eletrón saltaria para uma órbita mais externa(conceito quantum) e, ao emiti-la, passaria para outra mais interna (conceito fóton). Cada uma dessas emissões aparece no espectro como uma linha luminosa bem localizada.

Ficheiro:Barium (Elektronenbestzung).png

Átomo de Bohr.

A teoria de Bohr, que foi sucessivamente enriquecida, representou um passo decisivo no conhecimento do átomo. Assim, a teoria de Bohr permitiu a elaboração da mecânica quântica partindo de uma sólida base experimental.

A publicação da teoria sobre a constituição do átomo teve uma enorme repercussão no mundo científico. Com apenas 28 anos de idade, Bohr era um físico famoso com uma brilhante carreira. De 1914 a 1916 foi professor de Física Teórica na Universidade de Victoria, em Manchester. Mais tarde, voltou para Copenhaga, onde foi nomeado director do Instituto de Física Teórica em 1920. Em 1922, a sua contribuição foi internacionalmente reconhecida quando recebeu o Nobel de Física. No mesmo ano, Bohr escreveu o livro “The Theory of Spectra and Atomic Constitution”, cuja segunda edição foi publicada em 1924.

Instituto Niels Bohr.

Com o objetivo de comparar os resultados obtidos por meio da mecânica quântica com os resultados que, com o mesmo sistema, se obteriam na mecânica clássica, Bohr enunciou o princípio da correspondência. Segundo este princípio, a mecânica clássica representa o limite da mecânica quântica quando esta trata de fenômenos do mundo macroscópico. Bohr estudou ainda a interpretação da estrutura dos átomos complexos, a natureza das radiações X e as variações progressivas das propriedades químicas dos elementos. Bohr dedicou-se também ao estudo do núcleo atómico. O modelo de núcleo em forma de “gota de água” revelou-se muito favorável para a interpretação do fenómeno da fissão do urânio, que abriu caminho para a utilização da energia nuclear. Bohr descobriu que durante a fissão de um átomo de urânio desprendia-se uma enorme quantidade de energia e reparou então que se tratava de uma nova fonte energética de elevadíssimas potencialidades. Bohr, com a finalidade de aproveitar essa energia, foi até Princeton, na Filadélfia, onde se encontrou com Einstein e Fermi para discutir com estes o problema.

Bomba de Hidrogênio.

Em 1933, juntamente com seu aluno Wheeler, Bohr aprofundou a teoria da fissão, evidenciando o papel fundamental do urânio 235. Estes estudos permitiram prever também a existência de um novo elemento, descoberto pouco depois: o plutónio. Em 1934, publicou o livro “Atomic Theory and the Description of Nature”, que foi reeditado em 1961. Em janeiro de 1937, Bohr participou na Quinta Conferência de Física Teórica, em Washington, na qual defendeu a interpretação de L. Meitner e Otto R. Frisch, também do Instituto de Copenhaga, para a fissão do urânio. Segundo esta interpretação, um núcleo atômico de massa instável era como uma gota de água que se rompe.

Três semanas depois, os fundamentos da teoria da "gota de água" foram publicados na revista "Physical Review". A esta publicação seguiram-se muitas outras, todas relacionadas com o núcleo atómico e a disposição e características dos electrões que giram em torno dele. Um ano depois de se ter refugiado em Inglaterra, devido à ocupação nazi da Dinamarca, Bohr mudou-se para os Estados Unidos, onde ocupou o cargo de consultor do laboratório de energia atómica de Los Alamos. Neste laboratório, alguns cientistas iniciavam a construção da bomba atômica.

Esquema de Explosão Nuclear.

Bohr, compreendendo a gravidade da situação e o perigo que essa bomba poderia representar para a humanidade, dirigiu-se a Churchill e Roosevelt, num apelo à sua responsabilidade de chefes de Estado, tentando evitar a construção da bomba atómica.

Mas a tentativa de Bohr foi em vão. Em julho de 1945 a primeira bomba atómica experimental explodiu em Alamogordo. Em Agosto desse mesmo ano, uma bomba atómica destruiu a cidade de Hiroshima. Três dias depois, uma segunda bomba foi lançada em Nagasaki.

Em 1945, finda a II Guerra Mundial, Bohr regressou à Dinamarca, onde foi eleito presidente da Academia de Ciências. Bohr continuou a apoiar as vantagens da colaboração científica entre as nações e para isso foi promotor de congressos científicos organizados periodicamente na Europa e nos Estados Unidos.

Em 1950, Bohr escreveu a “Carta Aberta” às Nações Unidas em defesa da preservação da paz, por ele considerada como condição indispensável para a liberdade de pensamento e de pesquisa.

Em 1957, Niels Bohr recebeu o Prêmio Átomos pela Paz. Ao mesmo tempo, o Instituto de Física Teórica, por ele dirigido desde 1920, afirmou-se como um dos principais centros intelectuais da Europa.

Bohr morreu a 18 de Novembro de 1962, vítima de uma trombose, aos 77 anos de idade. Encontra-se sepultado no Cemitério Assistens, Copenhaga, na Dinamarca.

Participou da 5ª, 6ª, 7ª e 8ª Conferência de Solvay.

Após ser laureado com o Nobel de Física de 1922, recebeu de presente da Cervejaria Carlsberg uma casa próximo à cervejaria, que tinha uma torneira com cerveja abastecida diretamente da cervejaria.

CERN

Niels Bohr é um dos pais fundadores do então Conselho Europeu para a Pesquisa Nuclear (CERN), a actual Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, conjuntamente com Pierre Auger, Raoul Dautry, François de Rose e Lew Kowarski pela França e Edoardo Amaldi pela Itália.

O professor Victor Weisskopf do CERN, antigo aluno de Niels Bohr, disse no dia da sua morte que "as bandeiras do CERN estão a meia haste. O CERN perdeu um dos seus fundadores e o mundo perdeu um homem importante".

Ver também

• Átomo de Bohr
• Instituto Niels Bohr
• Raio de Bohr
• Física Atômica
• Física Quântica
• Origem do CERN

Ligações externas

• Commons
• Wikiquote

• John J. O’Connor, Edmund F. Robertson: Niels Bohr. In: MacTutor History of Mathematics archive.
• Niels Bohr (em inglês) no Mathematics Genealogy Project
• «Perfil no sítio oficial do Nobel de Física 1922» (em inglês) 

Precedido por Owen Willans Richardson	Medalha Hughes 1921	Sucedido por Francis William Aston
Precedido por Albert Einstein	Nobel de Física 1922	Sucedido por Robert Andrews Millikan
Precedido por Albert Einstein	Medalha Matteucci 1923	Sucedido por Arnold Sommerfeld
Precedido por Elihu Thomson e Pieter Zeeman	Medalha Franklin 1926 com Samuel Rea	Sucedido por George Ellery Hale e Max Planck
Precedido por Max Planck e Albert Einstein	Medalha Max Planck 1930	Sucedido por Arnold Sommerfeld
Precedido por Henry Dale	Medalha Copley 1938	Sucedido por Thomas Hunt Morgan