Werner Heisenberg Biograafia, avastus ja panused, teosed

Werner Heisenberg (1901 - 1976) oli Saksa füüsik ja filosoof, kes oli tuntud kui mees, kellel õnnestus matriitside osas formuleerida kvantmehaanikat ning luua ebakindluse põhimõte. Tänu nendele avastustele õnnestus tal võita Nobeli füüsikapreemia 1932. aastal.

Lisaks panustas ta muuhulgas uuringutesse turbulentsete vedelike hüdrodünaamika, aatomituuma, ferromagnetismi, kosmilise kiirguse, subatoomiliste osakeste teooriaid..

Ta oli üks teadlasi, kes sekkusid teise maailmasõja ajal natside Saksa tuumarelva projekti. Sõja lõppedes nimetati ta Kaiser Willhelm Füüsika Instituudi direktoriks.

Ta oli direktor, kuni institutsioon Münchenisse kolis, kus ta laienes ja nimetati ümber Max Plancki füüsika- ja astrofüüsikainstituudiks.

Heisenberg oli Saksamaa Teadusnõukogu, Aatomifüüsika komisjoni, tuumafüüsika töörühma ja Alexander von Humboldti fondi esimees.

Indeks

• 1 Biograafia
  • 1.1 Esimesed aastad ja uuringud
  • 1.2 Oma karjääri algus
  • 1.3 Nobeli preemia
  • 1.4 Natside rünnakud
  • 1.5 Heisenberg II maailmasõjas
  • 1.6 Sõjajärgsed aastad ja surm
• 2 Avastused ja panused
  • 2.1 Maatriksmehaanika
  • 2.2 Ebakindluse põhimõte
  • 2.3 Neutron-prootoni mudel
• 3 Töötab
  • 3.1 Kvantteooria füüsilised põhimõtted
  • 3.2 Füüsika ja filosoofia
  • 3.3 Füüsika ja kaugemalgi
• 4 Viited

Biograafia

Esimesed aastad ja uuringud

Werner Karl Heisenberg sündis 5. detsembril 1901 Saksamaal Würzburgis. Ta oli Kaspar Ernst August Heisenbergi, klassikaliste keelte keskhariduse õpetaja poeg, kes sai ainulaadseks kreeka keskaegse ja kaasaegse Saksamaa ülikoolis õppimise professoriks. Tema ema oli naine nimega Annie Wecklein.

Ta alustas füüsika ja matemaatika õpinguid Ludwig Maximilian Ülikoolis Münchenis ja Georg-Augusti ülikooli Göttingenis aastatel 1920–1923.

Professor ja füüsik Arnold Sommerfeld jälgis oma parimaid õpilasi ja teadis Heisenbergi huvi Taani Niels Bohri anatoomiliste füüsikateooriate vastu; professor võttis selle 1922. aasta juunis Bohri festivalile.

Lõpuks sai ta 1923. aastal Sommerfeldi juhtimisel Münchenis doktorikraadi ja lõpetas habilitatsiooni järgmisel aastal.

Heisenbergi doktoritöö teemat soovitas Sommerfeld ise. Ta püüdis käsitleda turbulentsi ideed, mida peetakse vedeliku liikumise mudeliks, mida iseloomustavad äkilised rõhu ja voolukiiruse muutused.

Täpsemalt käsitles Heisenberg stabiilsuse probleemi, kasutades mitmeid konkreetseid võrrandeid. Noorte ajal oli ta saksa skautide ühingu ja osa Saksa noorte liikumisest.

Tema karjääri algus

Aastatel 1924–1927 seisis Heisenberg Göttingenis erastajana (tiitliülikooli professor)..

17. septembrist 1924 kuni järgmise aasta 1. maini viis ta läbi uurimise koos Taani füüsik Niels Bohriga tänu Rockefeller Foundationi rahvusvahelise hariduse nõukogu antud stipendiumile..

1925. aastal töötas ta kuue kuu jooksul välja kvantmehaanika koostise; üsna täielik matemaatiline rakendamine, millega kaasnevad saksa füüsikud Max Born ja Pascual Jordan.

Kopenhaagenis, 1927. aastal õnnestus Heisenbergil arendada kvantmehaanika matemaatilisi aluseid töötades välja oma ebakindluse põhimõte..

Pärast uurimise lõpetamist kirjutas ta 23. veebruaril Austria füüsikule Wolfgang Paulile kirja, milles ta esimest korda kirjeldas sellist põhimõtet.

Siis pakkus ta 1928. aastal Leipzigis avaldatud artiklit, kus ta kasutas Pauli tõrjutuse põhimõtet, et lahendada ferromagnetismi müsteerium; füüsiline nähtus, mis tekitab magnetilise järjekorra samas suunas ja mõttes.

1929. aasta alguses esitasid Heisenberg ja Pauli kaks dokumenti, mis andsid aluse relativistliku kvantvälja teooriale.

Nobeli preemia

Werner Heisenbergil õnnestus välja töötada ainult mõnede kolleegidega kvantvälja teooria loomiseks mõeldud uurimisprogramm, kuid õnnestus pärast neutroni avastamist 1932. aastal aatomituuma teooriaga töötada..

Sellises projektis õnnestus tal varases kirjelduses välja töötada prootonite ja neutronite interaktsiooni mudel, mis hiljem sai tuntuks kui tugev jõud.

1928. aastal nimetas Albert Einstein Werner Heisenbergi, Max Borni ja Pascual Jordanit füüsika Nobeli preemiaks. Aasta 1932 auhinna väljakuulutamine lükati edasi 1933. aasta novembrini.

Just sel hetkel, kui teatati, et Heisenberg oli võitnud 1932. aasta auhinna kvantmehaanika loomise eest. Heisenbergi panusest on suudetud avastada vesiniku allotroopseid vorme: see on aatomistruktuurid, mis erinevad lihtsatest ainetest.

Natside rünnakud

Samal aastal sai ta 1933. aastal Nobeli rahupreemia, koges natside partei. Natside poliitika välistas „mitte-aarlased”, mis tähendas paljude õpetajate vallandamist, sealhulgas: Born, Einstein ja teised kolleegid Heisenbergist Leipzigis.

Heisenbergi vastus sellistele tegevustele oli rahulik, kaugel avalikest protestidest, sest ta arvas, et natside režiim ei kesta kaua. Heisenberg sai kiiresti lihtsaks sihtmärgiks.

Rühm radikaalsete natside füüsikutest propageeris ideed "araabia füüsikast", mis oli "juudi füüsika" vastu, mis on seotud suhtelisuse ja kvantteooriate teooriatega; tegelikult ründas natside ajakirjandus Heisenbergi tugevalt, kutsudes teda "valge juutiks".

Sommerfeld pidas Heisenbergi lahkumist Müncheni ülikooli klasside järglaseks; siiski ei suutnud tema ametissenimetamine natside liikumise vastuseisu tõttu ebaõnnestuda. Pärast natside meelevaldseid otsuseid oli Heisenberg olnud mõru maitsega.

Heisenberg II maailmasõjas

1. septembril 1939 loodi Teise maailmasõja alguses Saksa tuumarelvaprogramm. Pärast mitmeid kohtumisi lisati Heisenberg haldusnõunikuks.

26. – 28. Veebruarini 1942 pakkus Heisenberg Reichi ametnikele teaduskonverentsi tuuma lõhustumise energia ostmise kohta.

Lisaks selgitas ta selle energiaga seotud tohutut energiapotentsiaali. Ta väitis, et aatomituuma lõhustumise kaudu võib vabastada 250 miljonit volti elektroni, nii et nad püüdsid uurimist täielikult läbi viia..

Tuuma lõhustumise avastati Saksa tähelepanu keskpunkti. Heisenbergi uurimisrühm ei olnud aga reaktori või aatomipommi tootmisel edukas.

Mõned viited on esitanud Heisenbergi ebapädevaks. Teised aga on soovitanud, et viivitus oli tahtlik või et jõupingutused olid saboteeritud. On selge, et uurimise mitmes punktis esines olulisi vigu.

Mitmete viidete kohaselt näitavad saksa keelest inglise keelde, et nii Heisenberg kui ka teised kolleegid olid õnnelikud, et liitlased võitsid II maailmasõjas..

Aastat pärast sõda ja surma

Lõpuks taasavas ta 1946. aastal Kaiser Wilhelmi instituudis, mis sai peagi tuntuks Max Plancki Füüsika Instituudina. Sõjajärgsetel aastatel võttis Heisenberg Lääne-Saksamaal rolli Saksa teaduse administraatorina ja pressiesindajana, säilitades apoliitilise hoiaku.

1949. aastal sai temast Saksamaa Teadusnõukogu esimene president eesmärgiga edendada oma riigi teadust rahvusvahelisel areenil.

Hiljem, 1953. aastal, sai temast Humboldti Fondi asutajaliige; valitsuse rahastatud organisatsioon, mis andis stipendiume välismaistele teadlastele Saksamaal teadusuuringute läbiviimiseks.

60ndate lõpus suutis Heisenberg kirjutada oma autobiograafia. Raamat ilmus Saksamaal ja aastaid hiljem tõlgiti see inglise keelde ja seejärel teistesse keeltesse.

1. veebruaril 1976 suri Heisenberg neeru- ja sapipõie vähk. Järgmisel päeval läksid tema kolleegid füüsikainstituudist jalutasid oma koju, pannes küünlad esiuksele, et maksta austust legendaarsele teadlasele..

Avastused ja panused

Maatriksi mehaanika

Kvantmehaanika esimesed mudelid loodi Albert Einsteini, Niels Bohri ja teiste oluliste teadlaste poolt. Hiljem töötas grupp noori füüsikuid välja klassikalised teooriad, mis põhinesid eksperimentidel, mitte intuitsioonil, kasutades palju täpsemaid keeli.

Aastal 1925 oli Heisenberg esimene, kes täitis ühe kvantmehaanika kõige täiuslikumaid matemaatilisi vorme. Heisenbergi idee oli, et selle võrrandi abil saab fotonite intensiivsusi ennustada vesiniku spektri erinevates ribades..

See formulatsioon põhineb asjaolul, et mistahes süsteemi saab kirjeldada ja mõõta maatriksiteooriale kohandatud teaduslike vaatluste ja mõõtmistega. Selles mõttes on maatriksid matemaatilised väljendid, mis seostavad nähtuse andmeid.

Ebakindluse põhimõte

Kvantfüüsika on sageli segane, sest see, mis on defineeritud, asendatakse tõenäosustega. Näiteks võib osakese olla ühes või teises kohas või isegi mõlemal samal ajal; saate oma asukohta hinnata ainult tõenäosuste abil.

Seda kvantide segadust võib selgitada tänu Heisenbergi ebakindluse põhimõttele. 1927. aastal selgitas saksa füüsik oma põhimõtet, mõõtes osakese positsiooni ja liikumist. Näiteks objekti objekt on selle mass, mis on korrutatud selle kiirusega.

Seda arvesse võttes näitab ebakindluse põhimõte, et ei saa absoluutse kindlusega teada osakese asendit ja liikumist. Heisenberg kinnitas, et on olemas piir, kui hästi on võimalik teada osakese asendit ja hoogu, isegi kasutades tema teooriat.

Heisenbergi jaoks, kui te teate positsiooni väga täpselt, saate oma hoogu kohta ainult piiratud teavet.

Neutron-prootoni mudel

Proton-elektronide mudel näitas teatud probleeme. Kuigi leiti, et aatomituum koosneb prootonitest ja neutronitest, ei olnud neutroni olemus selge.

Pärast neutroni avastamist pakkusid Werner Heisenberg ja Nõukogude-Ukraina füüsik Dmitri Ivanenko välja tuuma tuumade prootonite ja neutronite mudeli aastal 1932.

Heisenbergi dokumendid käsitlevad tuuma tuuma prootonite ja neutronite üksikasjalikku kirjeldust kvantmehaanika kaudu. Samuti eeldas ta neutronitest ja prootonitest eraldatud tuumaelektronide olemasolu.

Täpsemalt eeldas ta, et neutron on prooton-elektron-ühend, mille puhul puudub kvantmehaaniline selgitus.

Kuigi neutronprotoni mudel lahendas palju probleeme ja dekrüpteeris teatud küsimusi, oli probleemiks selgitada, kuidas elektronid tuumast väljuvad. Isegi nii, tänu nendele avastustele muutus aatomi pilt ja kiirendas oluliselt aatomifüüsika avastusi.

Töötab

Kvantteooria füüsilised põhimõtted

Kvantteooria füüsilised põhimõtted See oli Werner Heisenbergi kirjutatud raamat, mis avaldati esimest korda 1930. aastal tänu Chicago ülikoolile. Hiljem 1949. aastal trükiti uus versioon edukaks.

Saksa füüsik kirjutas selle raamatu eesmärgiga arutada kvantmehaanikat lihtsal viisil, vähe tehnilist keelt, et anda selle teaduse kiire mõistmine..

Raamatust on viidatud rohkem kui 1200 korda viidetes ja olulistes ametlikes allikates. Töö struktuur põhineb põhimõtteliselt kvantteooria ja selle ebakindluse põhimõtte kiirel ja lihtsal arutelul.

Füüsika ja filosoofia

Füüsika ja filosoofia See koosnes Werner Heisenbergi poolt 1958. aastal lühidalt kirjutatud seminaalsest tööst. Selles töös selgitab Heisenberg kaasaegse füüsika revolutsiooni sündmusi oma silmapaistvate artiklite ja panuste põhjal..

Heisenbergile oli iseloomulik, et ta tegi oma teadlaskarjääri jooksul lugematuid loenguid ja vestlusi füüsikast. Selles mõttes on see töö kõigi saksa teadlase avastustega seotud kõneluste kokkuvõte: ebakindluse põhimõte ja aatomi mudel.

Füüsika ja kaugemalgi

Füüsika ja kaugemalgi oli raamat, mille kirjutas Werner Heisenberg 1969. aastal ja mis räägib oma kogemustest aatomiuuringutest ja kvantmehaanikast.

Raamatus peetakse vestlusi Heisenbergi ja teiste tema kolleegide vaheliste arutelude kohta erinevatel teaduslikel teemadel. See tekst sisaldab vestlusi Albert Einsteiniga.

Heisenbergi eesmärk oli, et lugejal oleks kogemus, et ta kuuleb isiklikult erinevaid tunnustatud füüsikuid, nagu Niels Bohr või Max Planck, mitte ainult rääkides füüsikast, vaid ka muudest filosoofia ja poliitikaga seotud teemadest; sellest tulenevalt raamatu pealkiri.

Lisaks räägib töö kvantfüüsika esilekerkimisest ja keskkonna kirjeldusest, kus nad elasid, koos maastike ja nende iseloomuga hariduse üksikasjalike kirjeldustega..

Viited

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler, (n.d.). Võetud Britannica.comist
2. Weiner Heisenberg, kuulsate teadlaste portaal (n.d.). Võetud kuulsalt teadlastelt.org
3. Werner Karl Heisenberg, St Andrewsi portaalülikool, Šotimaa, (n.d.). Võetud rühmadelt.dcs.st-and.ac.uk
4. Werner Heisenberg, Wikipedia en Español, (n.d.). Võetud Wikipedia.org
5. Kvantsi määramatus mitte kõik mõõtmises, Geoff Brumfiel, (2012). Võetud loodusest.com