Nils Bor i njegov model atoma

PreporučiTweet

Danski fizičar, Nils Bor, čije je puno ime Niels Henrik David Bohr, bio je jedan od najistaknutijih fizičara XX veka koji je dao izuzetan doprinos razumevanju strukture atoma i kvantne mehanike, za koju je dobio i Nobelovu nagradu za fiziku 1922. godine. Rođen je 07. oktobra 1885. godine u Kopenhagenu, gde je i umro 18. novembra 1962. godine u svojoj 77. godini života. Tvorac je savremene atomistike i autor je poznatog modela atoma. Godine 1912. Nils Bor je oženio Margrethe Nørlund. Jedan od njihovih sinova, Aage Bohr, idući očevim stopama, postao je slavan fizičar i 1975. godine je, kao i njegov otac dobio Nobelovu nagradu. Neretko se Boru pripisuje epitet najuticajnijeg naučnika 20. veka.

Završio je univerzitet i doktorirao u Kopenhagenu, a zatim je otišao u Mančester 1911. godine, gde je sa Ernestom Radefordom izučavao strukturu atoma. Nakon pet godina provedenih u Engleskoj, Nils Bor se vratio u Kopenhagen i postao direktor danskog Instituta za teorijsku fiziku. Niz godina je izučavao nuklearnu fiziku. Od 1939. godine centar njegovog interesovanja i izučavanja bio je hemijski element uran. Kada su Nemci okupirali Dansku, Nils Bor bio je primoran da izbegne u SAD 1943. godine. Tokom boravka u SAD učestvovao je u istraživanjima koja su omogućila kasniju izradu prve nuklearne bombe.

Nedugo nakon završetka Drugog svetskog rata, Bor se vratio u Kopenhagen gde je izabran za predsednika Danske akademije nauka. Iako je učestvovao u istraživanjima koja su omogućila izradu atomskih bombi, on se aktivno zauzimao za ograničenje nuklearnog naoružanja i zabranu njihovog korišćenja.

Radeford je u svojim eksperimentima dokazao da su pozitivno naelektrisanje i masa atoma skoncentrisani u centru atoma, oko kojeg se nalaze nosioci negativnog naelektrisanja - oblaci elektrona. Zahvaljujući tom otkriću, Bor je razvio svoj model. U tom modelu, on je kombinovao Radefordov planetarni model atoma i Plankove i Ajnštajnove ideje o kvantovanju energije atoma i elektromagnetnog zračenja.

Borov model atoma kaže da atom čine malo, pozitivno naelektrisano jezgro, oko kojeg se kreću negativno naelektrisani elektroni. Prva ideja je bila da se elektroni kreću oko jezgra po kružnim orbitama, po modelu sličnom kretanju planeta oko Sunca.

Međutim, kako kažu klasični zakoni elektrodinamike, naelektrisanje u kružnoj putanji mora da emituje elektromagnetno zračenje, pri čemu gubi svoju energiju. Stoga bi i elektron u kružnoj orbiti oko jezgra trebalo neprekidno da emituje zračenje i, zbog gubitka energije, njegova putanja ne bi mogla da bude kružnog oblika, već bi morala da bude spiralni pad u atomsko jezgro, dok bi emitovano zračenje bilo kontinualno, jer se energija emitera neprekidno smanjuje.

Još krajem 19. veka u brojnim eksperimentima sa električnim pražnjenjem u razređenim gasovima, pokazano je da atomi emituju zračenje na diskretnim, dobro definisanim frekvencijama.

Bor je svoj model predložio 1913. godine, a za njegov uspeh je zaslužno objašnjenje Ridbergove formule za spektralne emisione linije atomskog vodonika. Ridbergova formula je i ranije bila poznata, ali je tek Bor u svom modelu kvantitativno teorijski objasnio i povezao sa osnovnim osobinama atoma.

Osnovne pretpostavke Borove teorije poznate su kao Borovi postulati:

1. Prvi Borov postulat kaže da elektron koji se kreće oko jezgra po stabilnoj orbiti (stacionarno stanje) ne emituje niti apsorbuje energiju. U tim stanjima se elektron kreće oko jezgra po kružnoj putanji, a pod uticajem Kulonove električne privlačne sile. Najniža putanja se zove osnovno ili normalno stanje atoma. Što je elektron dalji od jezgra, ima veću energiju.
2. Drugi Borov postulat glasi: emisija ili apsorpcija zračenja dešava se samo prilikom prelaska elektrona iz jednog stacionarnog stanja (orbite ili nivoa) u drugo. E2 - E1 = hv

Ono što je mana Borovog modela atoma jeste činjenica da je pokazao dobre rezultate samo kod atoma vodonika, dok kod svih ostalih atoma koji imaju više elektrona to nije slučaj.