Niels Bohr og hans opdagelse

Niels Bohr blev den første i verden, der lykkedes med at forklare, hvordan et atom er opbygget, og hvordan et atom fungerer. Det gjorde han ved hjælp af matematik. Niels Bohr var nemlig teoretisk fysiker.

Atomer er så bittesmå, at man ikke kan se dem. Derfor har man længe kun kunnet arbejde med teorien om dem. Men hvad vil det egentlig sige?

Lad os prøve at forklare det med noget lidt mere håndgribeligt end et atom: Ved du, hvad der er inde i en tennisbold? Sikkert ikke. Men du har nok en idé om, hvad der er derinde. Også selvom du ikke har skåret den op og kigget efter.

Sådan var det også med et atom. Selvom man ikke kunne se, hvordan et atom så ud i virkeligheden, så var der alligevel mange, der havde en idé om det. Atomer er nemlig noget, som har fascineret forskere og filosoffer i rigtig lang tid. Derfor er vi efterhånden blevet klogere og har vi udviklet idéen om – eller teorien om – atomer.

Teorien om atomer går helt tilbage til oldtidens Grækenland (400 f.v.t.). Her var der en filosof ved navn Demokrit, som lavede et tankeeksperiment.

Tankeeksperimentet gik ud på, at hvis man bliver ved med at dele noget i mindre og mindre stykker, så vil man til sidst stå med noget, der er så småt, at man ikke længere kan dele det.

Dette noget, som han mente alting i verden bestod af, kaldte han for ’atomos’. Det betyder ’det udelelige’ på græsk.

Billardkugle-modellen

I begyndelsen af 1800-tallet – næsten 2000 år efter Demokrit – lykkedes det John Dalton at beskrive atomer som en videnskabelig teori.

Hvor Demokrits forklaring mere var en filosofisk tanke, så kunne Daltons teori i højere grad forklare kemiske processer og bruges til at forudsige nye sammenhænge indenfor kemi og fysik.

Dalton mente ligesom Demokrit, at atomer var udelelige, og hans atomteori kaldes derfor ’billardkugle-modellen’ – altså en massiv ikke delbar kugle.

Rosinbolle-modellen

Knap 100 år efter Dalton opdagede fysikeren Joseph John Thomson, at der findes noget endnu mindre end atomet. Nemlig elektronen. Opdagelsen førte til, at Thomson kunne opstille en ny model for atomet, som kaldes ’rosinbolle-modellen.

Rutherfords atommodel

Ikke længe efter Thomsons ’rosinbolle-model’ opdagede en fysiker ved navn Ernest Rutherford atomkernen. Opdagelsen førte til, at Rutherford kunne opstille en ny model for atomet.

Der var dog et stort problem med Rutherfords atommodel. Den kunne ikke forklare, hvordan atomet undgik at kollapse.

I teorien burde de negativt ladede elektroner kredse nærmere og nærmere omkring den positive kerne for til sidst at støde ind i den. Men det var bare ikke det, der skete i virkeligheden. Derfor måtte der altså være noget galt med Rutherfords atommodel.

Bohrs atommodel

Inden Niels Bohr gjorde sin store opdagelse, var han faktisk elev hos Rutherford. Han var derfor meget optaget af den problemstilling, som Rutherfords model gav, og han besluttede at tage sagen i egen hånd.

Niels Bohr var teoretisk fysiker, og derfor var han virkelig dygtig til at lave matematiske udregninger. Han opdagede løsningen på problemet ved at kigge på teorien fra et helt andet felt i fysikken.

Koblingen mellem det felt og atomfysikken var ikke oplagt, så andre fysikere havde ikke tænkt over at søge efter svaret der. Men det gjorde Niels Bohr, og det gav pote. Med teorien fra et helt andet felt kunne han opstille en ny atommodel, der blandt andet forklarede, hvorfor atomet ikke kollapser.

Atommodellen bliver ofte omtalt som 'den planetariske atommodel', fordi atomet er skitseret som et lille planetsystem med en sol (atomkernen) i midten, hvor planeterne (elektronerne) kredser omkring solen i faste baner.

Modellen er siden blevet justeret af andre fysikere, men det er stadig Niels Bohrs atommodel, der er gældende i dag.

Niels Bohr blev altså den første i verden, der lykkedes med at forklare, hvordan et atom er bygget op, og hvordan et atom fungerer.

Har du nogensinde hørt udtrykket, at noget har taget et kvantespring? Hvad tror du, det betyder?

Som talemåde betyder det, at nogen eller noget har gjort stort fremskridt. Men i virkeligheden så er et kvantespring noget, der sker i en meget, meget lille skala. Et kvantespring er nemlig det, der sker, når en elektron skifter kvantetilstand.

Elektronerne i et atom kan normalvis kun eksistere i bestemte kvantetilstande. Dog kan elektronerne godt 'skifte bane'. Når en elektron skifter bane, eller kvantetilstand, kaldes det kvantespring.

Det med atomer og kvantespring kan godt være lidt svært at forstå. Nu har du læst om det, og på den måde forsøgt at forstå det teoretisk. Nu skal du prøve at forstå det med kroppen!

Du skal springe fra forskellige højder og undersøge den energi, du afgiver, når du lander. Find vejledning til elevøvelsen HER.