Niels Bohr oli üks kaasaegse füüsika teadlasi, kes oli tuntud oma olulise panuse eest kvantteooriasse ja oma Nobeli preemiaga aatomite struktuuri uurimise eest.
1885. aastal Kopenhaagenis sündinud haritud vanematele sündinud Bohr hakkas füüsika vastu huvi tundma noores eas. Ta õppis ainet kogu oma bakalaureuse- ja magistriõppe aastatel ning teenis 1911 Kopenhaageni ülikoolis füüsika doktorikraadi.
Olles veel tudeng, võitis Bohr Kopenhaageni Teaduste Akadeemia konkursi, mille eesmärk oli uurida vedeliku pindpinevuse mõõtmist võnkuvate vedelike joade abil. Oma isa (tunnustatud füsioloogi) laboris töötades viis Bohr läbi mitmeid katseid ja tegi isegi oma klaasist katseklaasid.
Bohr jõudis vedeliku pindpinevuse praegusest teooriast kaugemale ja ületas seda, võttes arvesse vee viskoossust ning hõlmates lõplikke amplituude, mitte lõpmatuid. Ta esitas oma essee viimasel minutil, võites esikoha ja kuldmedali. Ta täiustas neid ideesid ja saatis need Londoni kuninglikule seltsile, kes avaldas need ajakirja Nobelprize.org andmetel 1908. aastal ajakirjas Philosophical Transactions of Royal Society.
Tema hilisem töö muutus üha enam teoreetiliseks. Bohr jõudis oma doktoriväitekirja uurimiseks metallide elektronide teooria kohta esmakordselt Max Plancki varase kvantteooria juurde, milles kirjeldati energiat kui pisikesi osakesi või kvante.
1912. aastal töötas Bohr Nobeli preemia laureaadi J.J. Thompson Inglismaal, kui teda tutvustati Ernest Rutherfordiga, kelle tuuma avastamine ja aatomimudeli väljatöötamine pälvis talle 1908. aastal keemia Nobeli preemia. Rutherfordi juhendamisel hakkas Bohr aatomite omadusi uurima.
Bohr pidas aastatel 1913–1914 Kopenhaageni ülikoolis füüsika loenguid ja jätkas samalaadset ametit Manchesteri Victoria ülikoolis aastatel 1914–1916. Ta läks tagasi Kopenhaageni ülikooli 1916, et saada teoreetilise füüsika professoriks. 1920. aastal määrati ta teoreetilise füüsika instituudi juhatajaks.
Kombineerides Rutherfordi tuuma kirjelduse ja Plancki teooria kvantide kohta, selgitas Bohr, mis juhtub aatomi sees, ja töötas välja pildi aatomi struktuurist. See töö teenis talle 1922. aastal omaenda Nobeli preemia.
Samal aastal, kui ta Rutherfordiga õpinguid alustas, abiellus Bohr oma elu armastuse Margaret Nørlundiga, kellega tal oli kuus poega. Hilisemas elus sai temast Taani Kuningliku Teaduste Akadeemia president ja kogu maailma teadusakadeemiate liige.
Kui natsid II maailmasõjas Taanisse tungisid, õnnestus Bohril põgeneda Rootsi. Sõja kaks viimast aastat veetis ta Inglismaal ja Ameerika Ühendriikides, kus sai osa aatomienergia projektist. Tema jaoks oli aga oluline kasutada oma oskusi heaks ja mitte vägivallaks. Ta pühendas oma töö aatomifüüsika rahumeelsele kasutamisele ja tuumarelva hävitusrelvade väljatöötamisest tulenevate poliitiliste probleemide lahendamisele. Ta uskus, et rahvad peaksid olema üksteisega täiesti avatud ja kirjutas need vaated üles oma 1950. aastal avaldatud kirjas ÜRO-le.
Aatommudel
Bohri suurim panus kaasaegsesse füüsikasse oli aatomimudel. Bohri mudel näitab aatomit väikese positiivse laenguga tuumana, mida ümbritsevad tiirlevad elektronid.
Bohr avastas esimesena, et elektronid liiguvad tuuma ümber eraldi orbiitidel ja et väliste orbiitide elektronide arv määrab elemendi omadused.
Tema jaoks on nimetatud keemiline element bohrium (Bh), nr 107 elementide perioodilises tabelis.
Vedelate tilkade teooria
Bohri teoreetiline töö aitas märkimisväärselt kaasa teadlaste arusaamisele tuuma lõhustumisest. Tema vedelate tilkade teooria kohaselt pakub vedeliku tilk aatomi tuuma täpset esitust.
See teooria aitas kaasa esimestel uraani aatomite lõhestamise katsetel 1930ndatel, mis on oluline samm aatomipommi väljatöötamisel.
Hoolimata oma panusest Teise maailmasõja ajal USA aatomienergia projekti, oli Bohr aatomifüüsika rahumeelse rakendamise eestkõneleja.
Kvantteooria
Bohri komplementaarsuse kontseptsioon, millest ta kirjutas paljudes esseedes aastatel 1933–1962, väidab, et elektroni saab vaadelda kahel viisil, kas osakese või lainana, kuid mitte kunagi mõlemat korraga.
See kontseptsioon, mis on varase kvantteooria alus, selgitab ka, et sõltumata sellest, kuidas vaadelda elektroni, peab kogu selle omaduste mõistmine põhinema empiirilisel mõõtmisel. Bohri teooria rõhutab asjaolu, et eksperimendi tulemusi mõjutavad sügavalt katse läbiviimiseks kasutatud mõõteriistad.
Bohri kaastööd kvantmehaanika uurimisel mäletatakse igavesti Kopenhaageni ülikooli teoreetilise füüsika instituudis, mille ta aitas leida 1920. aastal ja suundus kuni surmani 1962. aastal. See on sellest ajast alates tema auks ümber nimetatud Niels Bohri instituudiks.
Niels Bohri tsitaadid
"Iga suur ja sügav raskus kannab iseenesest oma lahendust. See sunnib meid oma mõtlemist selle leidmiseks muutma."
"Kõik, mida me kutsume tõeliseks, on valmistatud asjadest, mida ei saa pidada tõeliseks."
"Diktatuuri parim relv on saladuse hoidmine, kuid demokraatia parim relv peaks olema avatuse relv."
"Ärge kunagi väljendage ennast selgemalt, kui olete võimeline mõtlema."
