Werner Heisenberg Životopis, objav a príspevky, diela

Werner Heisenberg (1901 - 1976) bol nemecký fyzik a filozof známy tým, že bol mužom, ktorý dokázal formulovať kvantovú mechaniku, pokiaľ ide o matice, ako aj princíp neistoty. Vďaka týmto objavom sa mu v roku 1932 podarilo získať Nobelovu cenu za fyziku.

Okrem toho prispel svojimi príspevkami k teóriám hydrodynamiky turbulentných tekutín, atómového jadra, feromagnetizmu, kozmických lúčov, subatomárnych častíc, medzi inými výskumami..

Bol jedným z vedcov, ktorí zasiahli do projektu nacistických nemeckých jadrových zbraní počas druhej svetovej vojny. Po skončení vojny bol menovaný riaditeľom Fyzikálneho ústavu Kaiser Willhelm.

Bol riaditeľom, kým sa inštitúcia nepresťahovala do Mníchova, kde sa rozšírila a premenovala na Inštitút fyziky a astrofyziky Maxa Plancka..

Heisenberg bol predsedom Nemeckej rady pre výskum, komisie pre atómovú fyziku, pracovnej skupiny pre jadrovú fyziku a prezidenta nadácie Alexandra von Humboldta..

index

• 1 Životopis
  • 1.1 Prvé roky a štúdium
  • 1.2 Začiatky svojej kariéry
  • 1.3 Nobelova cena
  • 1.4 Nacistické útoky
  • 1.5 Heisenberg v druhej svetovej vojne
  • 1.6 Povojnové roky a smrť
• 2 Objavy a príspevky
  • 2.1 Maticová mechanika
  • 2.2 Princíp neistoty
  • 2.3 Model neutrón-protón
• 3 Pracuje
  • 3.1 Fyzikálne princípy kvantovej teórie
  • 3.2 Fyzika a filozofia
  • 3.3 Fyzika a mimo nej
• 4 Odkazy

životopis

Prvé roky a štúdium

Werner Karl Heisenberg sa narodil 5. decembra 1901 v nemeckom Würzburgu. Bol synom Kaspara Ernsta Augusta Heisenberga, učiteľa sekundárnych klasických jazykov, ktorý sa v univerzitnom systéme stal jedinečným profesorom gréckych stredovekých a moderných štúdií Nemecka. Jeho matka bola žena menom Annie Wecklein.

Štúdium fyziky a matematiky začal na Univerzite Ludwiga Maximiliána v Mníchove a na univerzite Georg-August v Göttingene v rokoch 1920 až 1923.

Profesor a fyzik Arnold Sommerfeld pozoroval svojich najlepších študentov a vedel o Heisenbergovom záujme o teórie anatomickej fyziky dánskeho Nielsa Bohr; profesor ho vzal na festival Bohr v júni 1922.

Nakoniec v roku 1923 získal doktorát v Mníchove pod vedením Sommerfelda a nasledujúci rok ukončil habilitáciu.

Predmet Heisenbergovej dizertačnej práce navrhol sám Sommerfeld. Snažil sa riešiť myšlienku turbulencie, ktorá sa javí ako vzor pohybu tekutiny, charakterizovaný náhlymi zmenami tlaku a rýchlosti prúdenia.

Konkrétnejšie, Heisenberg riešil problém stability pomocou niekoľkých špecifických rovníc. Počas svojej mladosti bol členom združenia nemeckých skautov a súčasťou nemeckého mládežníckeho hnutia.

Začiatky jeho kariéry

V rokoch 1924 až 1927 Heisenberg vystupoval ako privatdozent (titul univerzitného profesora) v Göttingene..

Od 17. septembra 1924 do 1. mája nasledujúceho roka uskutočnil vyšetrovanie spolu s dánskym fyzikom Nielsom Bohrom, vďaka štipendiu, ktoré udelila Rada pre medzinárodné vzdelávanie Rockefellerovej nadácie..

V roku 1925, počas obdobia šiestich mesiacov, vyvinul formuláciu kvantovej mechaniky; pomerne úplná matematická realizácia sprevádzaná nemeckými fyzikmi Maxom Bornom a Pascualom Jordánom.

Byť v Kodani, v roku 1927 Heisenberg podarilo vyvinúť svoj princíp neistoty, pri práci na matematické základy kvantovej mechaniky.

Po ukončení vyšetrovania 23. februára napísal list rakúskemu fyzikovi Wolfgangovi Paulimu, v ktorom prvýkrát opísal takýto princíp..

Potom v roku 1928 ponúkol článok publikovaný v Lipsku, kde využil princíp Pauliho vylúčenia na vyriešenie tajomstva feromagnetizmu; fyzický jav, ktorý vytvára magnetický poriadok v rovnakom smere a zmysle.

Na začiatku roku 1929 predstavili Heisenberg a Pauli dva dokumenty, ktoré slúžili na položenie základov teórie relativistického kvantového poľa..

Nobelova cena

Wernerovi Heisenbergovi sa podarilo nielen vyvinúť výskumný program na vytvorenie kvantovej teórie poľa spolu s niektorými z jeho kolegov, ale po objavení neutrónov v roku 1932 sa mu podarilo pracovať na teórii atómového jadra..

V tomto projekte sa mu podarilo vyvinúť protónový a neutrónový interakčný model v ranom popise, ktorý sa neskôr stal známym ako silnú silu.

V roku 1928, Albert Einstein nominoval Wernera Heisenberga, Maxa Born a Pascual Jordan za Nobelovu cenu za fyziku. Vyhlásenie ceny roku 1932 bolo oneskorené až do novembra 1933.

To bolo v tej chvíli, keď bolo oznámené, že Heisenberg získal cenu roku 1932 za vytvorenie kvantovej mechaniky. Z príspevku Heisenberga sa podarilo objaviť alotropické formy vodíka: to znamená, že atómové štruktúry sa líšia od látok, ktoré sú jednoduché.

Nacistické útoky

V tom istom roku získal Nobelovu cenu mieru v roku 1933, zažil vzostup nacistickej strany. Politika nacistov nezahŕňala „non-Aryans“, čo znamenalo prepustenie mnohých učiteľov, vrátane: Born, Einstein a ďalších kolegov Heisenberga v Lipsku.

Heisenbergova reakcia na takéto činy bola pokojná, ďaleko od verejných protestov, pretože si myslel, že nacistický režim nebude trvať dlho. Heisenberg sa rýchlo stal ľahkým cieľom.

Skupina radikálnych nacistických fyzikov podporovala myšlienku "árijskej fyziky", ktorá je v protiklade s "židovskou fyzikou", ktorá súvisí s teóriami relativity a kvantových teórií; Heisenberg bol v skutočnosti silne napadnutý nacistickou tlačou, ktorá ho nazývala "bielym Židom"..

Sommerfeld uvažoval o odchode Heisenberga ako nástupcu do tried na univerzite v Mníchove; jeho pokus o vymenovanie však zlyhal kvôli opozícii nacistického hnutia. Heisenberg zostal s horkou chuťou po svojvoľných rozhodnutiach nacistov.

Heisenberg v druhej svetovej vojne

Dňa 1. septembra 1939 bol v ten istý deň, keď začala druhá svetová vojna, vytvorený nemecký program jadrových zbraní. Po niekoľkých stretnutiach bol Heisenberg zaradený a umiestnený ako administratívny riaditeľ.

Od 26. do 28. februára 1942 Heisenberg ponúkol ríšskym úradníkom vedeckú konferenciu o získavaní energie z jadrového štiepenia..

Okrem toho vysvetlil enormný energetický potenciál, ktorý tento typ energie poskytuje. Tvrdil, že 250 miliónov voltov elektrónov by mohlo byť uvoľnených štiepením atómového jadra, takže sa rozhodli plne vykonávať výskum..

Objav nukleárneho štiepenia priniesol nemecký reflektor. Výskumná skupina Heisenberg však nebola úspešná pri výrobe reaktora alebo atómovej bomby.

Niektoré odkazy prezentovali Heisenberga ako nekompetentného. Na druhej strane, iní navrhli, že meškanie bolo úmyselné alebo že úsilie bolo sabotované. Jasné je, že vo viacerých bodoch vyšetrovania sa vyskytli významné chyby.

Podľa niekoľkých odkazov, prepisy z nemčiny do angličtiny ukazujú, že Heisenberg a ďalší kolegovia boli šťastní, že spojenci vyhrali v druhej svetovej vojne..

Roky povojnovej a smrti

Nakoniec v roku 1946 pokračoval vo svojej funkcii v inštitúte Kaiser Wilhelm Institute, ktorý sa čoskoro stal známym ako Max Planck Institute for Physics. V povojnových rokoch Heisenberg prevzal úlohu administrátora a hovorcu nemeckej vedy v západnom Nemecku, pričom si udržal apolitický postoj..

V roku 1949 sa stal prvým prezidentom Nemeckej rady pre výskum s úmyslom podporovať vedu svojej krajiny na medzinárodnej scéne.

Neskôr, v roku 1953, sa stal zakladajúcim prezidentom Humboldtovej nadácie; organizácia financovaná vládou, ktorá udeľovala štipendiá zahraničným akademikom na vykonávanie výskumu v Nemecku.

V neskorých šesťdesiatych rokoch sa Heisenbergovi podarilo napísať svoju autobiografiu. Kniha vyšla v Nemecku a neskôr bola preložená do angličtiny a potom do iných jazykov.

1. februára 1976 zomrel Heisenberg na rakovinu obličiek a žlčníka. Na druhý deň, jeho kolegovia sa prešli z Ústavu fyziky do svojho domova a umiestnili sviečky pri vchodových dverách, aby rešpektovali legendárneho vedca..

Objavy a príspevky

Maticová mechanika

Prvé modely kvantovej mechaniky vytvorili Albert Einstein, Niels Bohr a ďalší významní vedci. Neskôr skupina mladých fyzikov vyvinula antiklasické teórie založené na experimentoch a nie na intuícii, s použitím oveľa presnejších jazykov..

V roku 1925, Heisenberg bol prvý, kto vykonal jeden z najkomplexnejších matematických formulácií kvantovej mechaniky. Myšlienka Heisenberga spočívala v tom, že pomocou tejto rovnice mohli byť predpovedané intenzity fotónov v rôznych pásmach vodíkového spektra..

Táto formulácia je založená na skutočnosti, že akýkoľvek systém môže byť opísaný a meraný vedeckými pozorovaniami a meraniami prispôsobenými teórii matíc. V tomto zmysle sú matice matematickými výrazmi, ktoré sa vzťahujú na dáta z fenoménu.

Zásada neistoty

Kvantová fyzika je často mätúca, pretože to, čo je definované, je nahradené pravdepodobnosťami. Častica môže byť napríklad na jednom mieste alebo na inom mieste alebo dokonca v oboch v rovnakom čase; Vašu polohu môžete odhadnúť iba pomocou pravdepodobnosti.

Tento kvantový zmätok možno vysvetliť Heisenbergovým princípom neistoty. V roku 1927 nemecký fyzik vysvetlil svoj princíp meraním polohy a pohybu častice. Napríklad hybnosť objektu je jeho hmotnosť vynásobená jeho rýchlosťou.

Vzhľadom na túto skutočnosť princíp neistoty naznačuje, že človek nemôže s absolútnou istotou poznať pozíciu a pohyb častíc. Heisenberg potvrdil, že existuje limit na to, ako dobre človek vie poznať polohu a hybnosť častice, dokonca aj s využitím svojej teórie.

Ak Heisenberg poznáš pozíciu veľmi presne, môžeš mať len obmedzené informácie o tvojej hybnosti.

Model neutrón-protón

Protón-elektrónový model predstavoval určité problémy. Hoci sa akceptovalo, že atómové jadro je zložené z protónov a neutrónov, povaha neutrónu nebola jasná.

Po objavení neutrónov, Werner Heisenberg a sovietsko-ukrajinský fyzik Dmitrij Ivanenko navrhli v roku 1932 model protónov a neutrónov pre jadro..

Heisenbergove dokumenty sa zaoberajú podrobným opisom protónov a neutrónov v jadre prostredníctvom kvantovej mechaniky. Predpokladala tiež prítomnosť jadrových elektrónov oddelených od neutrónov a protónov.

Presnejšie, predpokladal, že neutrón je protón-elektrónová zlúčenina, pre ktorú neexistuje kvantové mechanické vysvetlenie.

Hoci neutrón-protónový model vyriešil mnoho problémov a rozlúštil určité otázky, bolo to problém vysvetliť, ako by elektróny mohli vychádzať z jadra. Aj vďaka týmto objavom sa obraz atómu zmenil a urýchlil objavy atómovej fyziky.

práce

Fyzikálne princípy kvantovej teórie

Fyzikálne princípy kvantovej teórie Bola to kniha, ktorú napísal Werner Heisenberg, prvýkrát publikovaná v roku 1930 vďaka Univerzite v Chicagu. Neskôr, v roku 1949, bola nová verzia dotlačená na úspech.

Nemecký fyzik napísal túto knihu s úmyslom diskutovať o kvantovej mechanike jednoduchým spôsobom, s malým technickým jazykom, ktorý by umožnil rýchle pochopenie tejto vedy..

Kniha bola citovaná viac ako 1200 krát v referenciách a dôležitých oficiálnych zdrojoch. Štruktúra práce je založená v podstate na rýchlej a jednoduchej diskusii o kvantovej teórii a jej princípe neistoty.

Fyzika a filozofia

Fyzika a filozofia Skladala sa zo seminárnej práce, ktorú Werner Heisenberg stručne napísal v roku 1958. V tejto práci Heisenberg vysvetľuje udalosti revolúcie v modernej fyzike na základe svojich vynikajúcich článkov a príspevkov..

Heisenberg bol charakterizovaný tým, že počas svojej vedeckej kariéry uskutočnil nespočetné prednášky a rozhovory o fyzike. V tomto zmysle je táto práca kompiláciou všetkých rozhovorov týkajúcich sa objavov nemeckého vedca: princíp neistoty a atómový model.

Fyzika a mimo nej

Fyzika a mimo nej bola kniha, ktorú napísal Werner Heisenberg v roku 1969 a ktorá rozpráva príbeh o atómovom výskume a kvantovej mechanike z jeho skúseností.

Kniha sa zaoberá rozhovormi o debatách medzi Heisenbergom a ostatnými jeho kolegami z rôznych čias. Tento text obsahuje rozhovory s Albertom Einsteinom.

Zámerom Heisenberga bolo, aby čitateľ mohol mať skúsenosť s pocitom, že počuje osobne rôznych uznávaných fyzikov, ako napríklad Nielsa Bohr alebo Maxa Plancka, nielen o fyzike, ale o iných témach týkajúcich sa filozofie a politiky; preto názov knihy.

Okrem toho sa v práci spomína vznik kvantovej fyziky a opis prostredia, v ktorom žili, s podrobným popisom krajiny a ich vzdelaním v prírode charakteristickým pre daný čas..

referencie

1. Werner Heisenberg, Richard Beyler, (n.d.). Prevzaté z Britannica.com
2. Weiner Heisenberg, Portál Slávni vedci (n.d.). Prevzaté zo slávnej scientológie.org
3. Werner Karl Heisenberg, Portal University of St Andrews, Škótsko, (n.d.). Prevzaté zo skupín.dcs.st-and.ac.uk
4. Werner Heisenberg, Wikipedia en Español, (n.d.). Prevzaté z Wikipedia.org
5. Kvantová neistota nie je všetko v meraní, Geoff Brumfiel, (2012). Prevzaté z nature.com