Werner Heisenberg Životopis, objev, příspěvky, práce

1887
David Holt
Werner Heisenberg Životopis, objev, příspěvky, práce

Werner Heisenberg (1901 - 1976) byl německý fyzik a filozof známý tím, že dokázal vytvořit princip kvantové mechaniky z hlediska matic, kromě vytvoření principu neurčitosti. Díky těmto objevům se mu v roce 1932 podařilo získat Nobelovu cenu za fyziku.

Kromě toho přispělo mimo jiné k příspěvkům k teoriím hydrodynamiky turbulentních tekutin, atomového jádra, feromagnetismu, kosmického záření, subatomárních částic.

Bundesarchiv, Bild 183-R57262 / Neznámý Neznámý autor / CC-BY-SA 3.0 [CC BY-SA 3.0 de (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/de/deed.en)], přes Wikimedia Commons

Byl jedním z vědců, kteří zasahovali do nacistického německého projektu jaderných zbraní během druhé světové války. Když válka skončila, byl jmenován ředitelem Fyzikálního ústavu Kaisera Willhelma..

Byl na pozici ředitele, dokud se instituce nepřestěhovala do Mnichova, kde se rozšířila a byla přejmenována na Max Planckův institut pro fyziku a astrofyziku..

Heisenberg byl předsedou Německé rady pro výzkum, Komise pro atomovou fyziku, pracovní skupiny pro jadernou fyziku a předsedou Nadace Alexandra von Humboldta.

Rejstřík článků

  • 1 Životopis
    • 1.1 První ročníky a studie
    • 1.2 Počátky jeho kariéry
    • 1.3 Nobelova cena
    • 1.4 Nacistické útoky
    • 1,5 Heisenberg ve druhé světové válce
    • 1.6 Poválečné roky a smrt
  • 2 Objevy a příspěvky
    • 2.1 Maticová mechanika
    • 2.2 Princip nejistoty
    • 2.3 Model neutron-proton
  • 3 Práce
    • 3.1 Fyzikální principy kvantové teorie
    • 3.2 Fyzika a filozofie
    • 3.3 Fyzika a další
  • 4 Odkazy

Životopis

Raná léta a studia

Werner Karl Heisenberg se narodil 5. prosince 1901 ve Würzburgu v Německu. Byl synem Kaspara Ernsta Augusta Heisenberga, středoškolského učitele klasických jazyků, který se stal jediným německým učitelem středověkých a moderních řeckých studií v univerzitním systému. Jeho matkou byla žena jménem Annie Wecklein.

Studium fyziky a matematiky zahájil v letech 1920 až 1923 na univerzitě Ludwiga Maximiliána v Mnichově a na univerzitě Georga Augusta v Göttingenu..

Profesor a fyzik Arnold Sommerfeld pozoroval své nejlepší studenty a věděl o Heisenbergově zájmu o teorie anatomické fyziky dánského Nielse Bohra; profesor ho vzal na festival Bohr v červnu 1922.

Nakonec v roce 1923 získal doktorát v Mnichově pod Sommerfeldem a v následujícím roce se habilitoval..

Téma Heisenbergovy disertační práce navrhl sám Sommerfeld. Snažil se řešit myšlenku turbulence vnímanou jako vzorec pohybu tekutiny charakterizovaný náhlými změnami tlaku a rychlosti proudění..

Konkrétněji Heisenberg přistoupil k problému stability pomocí několika konkrétních rovnic. Během mládí byl členem sdružení německých skautů a součástí Německého hnutí mládeže.

Začátek jeho kariéry

V letech 1924 až 1927 byl Heisenberg známý jako privatdozent (univerzitní profesor titulu) v Göttingenu.

Od 17. září 1924 do 1. května následujícího roku provedl výzkum společně s dánským fyzikem Nielsem Bohrem díky grantu od Rockefellerovy nadace pro mezinárodní vzdělávání.

V roce 1925, po dobu šesti měsíců, vyvinul formulaci kvantové mechaniky; docela kompletní matematická implementace, doprovázená německými fyziky Maxem Bornem a Pascualem Jordanem.

Zatímco v Kodani, v roce 1927 se Heisenbergovi podařilo vyvinout svůj princip nejistoty, když pracoval na matematických základech kvantové mechaniky..

Po dokončení výzkumu, 23. února, napsal dopis rakouskému fyzikovi Wolfgangovi Paulimu, ve kterém poprvé popsal takový princip..

V roce 1928 pak nabídl článek publikovaný v Lipsku, kde pomocí principu Pauliho vyloučení vyřešil záhadu feromagnetismu; fyzikální jev, který produkuje magnetické uspořádání ve stejném směru a smyslu.

Na začátku roku 1929 Heisenberg a Pauli představili dva dokumenty, které položily základy relativistické kvantové teorie pole.

Nobelova cena

Werner Heisenberg nejenže spolu s některými svými kolegy dokázal vyvinout výzkumný program na vytvoření kvantové teorie pole, ale také se mu podařilo po objevení neutronu v roce 1932 pracovat na teorii atomového jádra..

V takovém projektu se mu podařilo vyvinout model interakce proton-neutron v raném popisu, který se později stal známým jako silná síla.

V roce 1928 Albert Einstein nominoval Wernera Heisenberga, Maxa Borna a Pascual Jordan na Nobelovu cenu za fyziku. Vyhlášení ocenění z roku 1932 bylo odloženo až do listopadu 1933.

Právě v této době bylo oznámeno, že Heisenberg vyhrál cenu z roku 1932 za vytvoření kvantové mechaniky. Z Heisenbergova příspěvku byly objeveny alotropní formy vodíku: to znamená různé atomové struktury látek, které jsou jednoduché.

Nacistické útoky

Ve stejném roce, kdy obdržel Nobelovu cenu za mír v roce 1933, viděl vzestup nacistické strany. Nacistická politika vylučovala „neárijce“, což znamenalo propuštění mnoha profesorů, včetně: Borna, Einsteina a dalších Heisenbergových kolegů v Lipsku.

Heisenbergova reakce na takové činy byla klidná, mimo veřejné pobouření, protože si myslel, že nacistický režim bude krátkodobý. Heisenberg se rychle stal snadným cílem.

Skupina radikálních nacistických fyziků propagovala myšlenku „árijské fyziky“ na rozdíl od „židovské fyziky“, která se týkala teorií relativity a kvantových teorií; ve skutečnosti byl Heisenberg silně napaden nacistickým tiskem a nazýval ho „bílým Židem“..

Sommerfeld uvažoval o odchodu z Heisenbergu jako nástupce tříd na univerzitě v Mnichově; jeho nabídka na jmenování však selhala kvůli odporu nacistického hnutí. Heisenbergovi po svévolných rozhodnutích nacistů zbyla hořká příchuť.

Heisenberg ve druhé světové válce

1. září 1939 byl vytvořen německý program jaderných zbraní, ve stejný den, kdy začala druhá světová válka. Po několika jednáních byl Heisenberg zařazen a jmenován výkonným ředitelem..

Ve dnech 26. až 28. února 1942 uspořádal Heisenberg vědeckou konferenci říšských úředníků o získávání energie z jaderného štěpení..

Kromě toho vysvětlil obrovský energetický potenciál, který tento typ energie poskytuje. Tvrdil, že štěpením atomového jádra může být uvolněno 250 milionů voltů elektronů, a tak se vydali k úplnému provedení vyšetřování.

Objev jaderného štěpení přinesl německý reflektor. Heisenbergova výzkumná skupina však byla neúspěšná při výrobě reaktoru nebo atomové bomby..

Některé reference uváděly Heisenberga jako nekompetentního. Jiní naopak navrhli, že zpoždění bylo úmyslné nebo že úsilí bylo sabotováno. Bylo jasné, že v různých bodech vyšetřování došlo k významným chybám.

Podle různých odkazů přepisy z němčiny do angličtiny ukazují, že Heisenberg i ostatní kolegové byli potěšeni, že spojenci zvítězili ve druhé světové válce..

Poválečné roky a smrt

Nakonec v roce 1946 pokračoval ve své pozici na Institutu císaře Wilhelma, který byl brzy přejmenován na Fyzikální ústav Maxe Plancka. V poválečných letech převzal Heisenberg roli správce a mluvčí německé vědy v západním Německu, přičemž si zachoval apolitický postoj..

V roce 1949 se stal prvním prezidentem Německé rady pro výzkum s úmyslem propagovat vědu své země na mezinárodní úrovni..

Později, v roce 1953, se stal zakládajícím prezidentem Humboldtovy nadace; vládou financovaná organizace, která udělila stipendia zahraničním vědcům za účelem výzkumu v Německu.

Na konci 60. let se Heisenbergovi podařilo napsat svou autobiografii. Kniha vyšla v Německu a po letech byla přeložena do angličtiny a poté do dalších jazyků.

1. února 1976 Heisenberg zemřel na rakovinu ledvin a žlučníku. Následujícího dne se jeho kolegové vydali na procházku z Fyzikálního ústavu do jeho domova a na přední dveře umístili svíčky, aby vzdali úctu legendárnímu vědci..

Objevy a příspěvky

Maticová mechanika

První modely kvantové mechaniky vytvořili Albert Einstein, Niels Bohr a další přední vědci. Později skupina mladých fyziků na rozdíl od klasických teorií vypracovala mnohem přesnější jazyky, založené na experimentech a ne na intuici.

V roce 1925 Heisenberg jako první vytvořil jednu z nejkompletnějších matematických formulací kvantové mechaniky. Heisenbergova myšlenka byla, že pomocí této rovnice lze předpovídat intenzity fotonů v různých pásmech vodíkového spektra.

Tato formulace je založena na skutečnosti, že jakýkoli systém lze popsat a měřit pomocí pozorování a vědeckých měření podle teorie matic. V tomto smyslu jsou matice matematické výrazy vztahující se k datům z jevu.

Princip nejistoty

Kvantová fyzika je často matoucí, protože konečná je nahrazena pravděpodobnostmi. Například může být částice na jednom či jiném místě, nebo dokonce na obou současně; jeho umístění lze odhadnout pouze pomocí pravděpodobností.

Tento kvantový zmatek lze vysvětlit díky Heisenbergově principu nejistoty. V roce 1927 německý fyzik vysvětlil svůj princip měřením polohy a pohybu částice. Například hybnost objektu je jeho hmotnost vynásobená jeho rychlostí.

Vzhledem k této skutečnosti princip neurčitosti naznačuje, že polohu a pohyb částice nelze s naprostou jistotou znát. Heisenberg tvrdil, že existuje omezení toho, jak dobře lze znát polohu a hybnost částice, a to i za použití jeho teorie..

Pokud pro Heisenberg znáte polohu velmi přesně, můžete mít pouze omezené informace o její hybnosti..

Model neutron-proton

Model proton-elektron představoval určité problémy. Ačkoli se připustilo, že atomové jádro se skládá z protonů a neutronů, povaha neutronu nebyla jasná..

Po objevení neutronu navrhli Werner Heisenberg a sovětsko-ukrajinský fyzik Dmitri Ivanenko v roce 1932 protonový a neutronový model jádra.

Heisenbergovy práce se zabývají podrobným popisem protonů a neutronů v jádře pomocí kvantové mechaniky. Předpokládal také přítomnost jaderných elektronů kromě neutronů a protonů.

Konkrétněji předpokládal, že neutron je sloučenina proton-elektron, pro kterou neexistuje kvantově mechanické vysvětlení..

Ačkoli model neutron-proton vyřešil mnoho problémů a odpověděl na určité otázky, ukázal se jako problém při vysvětlování, jak mohou elektrony vyzařovat z jádra. Přesto se díky těmto objevům obraz atomu změnil a významně zrychlil objevy atomové fyziky..

Hry

Fyzikální principy kvantové teorie

Fyzikální principy kvantové teorie Byla to kniha napsaná Wernerem Heisenbergem, poprvé vydána v roce 1930 díky Chicagské univerzitě. Později, v roce 1949, byla tváří v tvář úspěchu přetištěna nová verze.

Německý fyzik napsal tuto knihu s úmyslem diskutovat o kvantové mechanice jednoduchým způsobem s malým technickým jazykem, který by umožnil rychlé pochopení této vědy..

Kniha byla citována více než 1200krát v důležitých oficiálních referencích a zdrojích. Struktura práce je v zásadě založena na rychlé a jednoduché diskusi o kvantové teorii a jejím principu neurčitosti..

Fyzika a filozofie

Fyzika a filozofie spočívalo v klíčové práci stručně napsané Wernerem Heisenbergem v roce 1958. V této práci Heisenberg vysvětluje události revoluce v moderní fyzice na základě svých vynikajících článků a příspěvků.

Heisenberg se vyznačoval tím, že během své vědecké kariéry prováděl nespočet přednášek a přednášek o fyzice. V tomto smyslu je tato práce kompilací všech přednášek souvisejících s objevy německého vědce: princip neurčitosti a atomový model.

Fyzika i mimo ni

Fyzika i mimo ni Byla to kniha, kterou napsal Werner Heisenberg v roce 1969 a která z jeho zkušeností vypráví historii atomového průzkumu a kvantové mechaniky.

Kniha pojednává o debatách mezi Heisenbergem a ostatními jeho vtedajšími kolegy o různých vědeckých předmětech. Tento text zahrnuje rozhovory s Albertem Einsteinem.

Heisenbergův záměr spočíval v tom, že čtenář může mít zkušenost s osobním poslechem různých uznávaných fyziků, jako jsou Niels Bohr nebo Max Planck, a to nejen o fyzice, ale také o dalších tématech souvisejících s filozofií a politikou; odtud název knihy.

Práce navíc vypráví o vzniku kvantové fyziky a popisu prostředí, ve kterém žili, s podrobnými popisy krajin a jejich výchovy k přírodě charakteristické pro dobu..

Reference

  1. Werner Heisenberg, Richard Beyler, (n.d.). Převzato z Britannica.com
  2. Weiner Heisenberg, Portál slavní vědci, (n.d.). Převzato z famousscientists.org
  3. Werner Karl Heisenberg, Portálská univerzita v St Andrews, Skotsko, (n.d.). Převzato ze skupin.dcs.st- a.ac.uk
  4. Werner Heisenberg, Wikipedia v angličtině, (n.d.). Převzato z Wikipedia.org
  5. Kvantová nejistota ne všichni v měření, Geoff Brumfiel, (2012). Převzato z nature.com

Zatím žádné komentáře