Niels Bohr

« Niels Bohr Niels Henrick David Bohr est né à Copenhague le 7 octobre 1885.

Auteur du principe de complémentarité, fondateurde la théorie quantique des atomes, créateur de la théorie du noyau composé et du modèle nucléaire de la goutteliquide, promoteur de l'explication de la grande fissibilité de l'uranium 235, il combine les talents de philosophe etd'homme de science.

Une imagination hardie et un jugement fort sont à la base de ces succès.

Grâce à sessympathies humaines profondes, il a exercé jusqu'à sa mort en 1962 une grande influence comme inspirateur desautres penseurs. Jeune homme, Bohr étudia à l'Université de Copenhague, et acquit de la popularité comme joueur de football.

Danssa thèse de doctorat (1911) il traita de la nouvelle théorie électronique de la matière.

Pour travailler cette question,il alla au laboratoire de sir J.

J.

Thomson à l'Université de Cambridge, puis l'année suivante à Manchester.

Il trouvalà, récemment arrivé du Canada, un jeune chef de laboratoire imaginatif et plein d'énergie : Sir Ernest Rutherford.Peu de temps après leur rencontre, Rutherford dit à un ami : "Ce jeune Danois est l'homme le plus intelligent quej'aie jamais connu." Bohr, de son côté, était fortement impressionné par le caractère de Rutherford et tout à faitséduit par ses découvertes récentes.

A la suite d'expériences sur la diffusion des particules alpha rapides par lesatomes, le physicien néo-zélandais fut amené à conclure que presque toute la masse de l'atome est concentréedans un noyau très petit, doué d'une charge positive, et entouré d'électrons de charge négative. Ce qui restait incompréhensible dans le modèle atomique de Rutherford, c'était la stabilité extraordinaire des atomesnaturels.

Pourquoi les électrons ne perdent-ils pas leur énergie par émission de radiations électromagnétiques et netombent-ils pas sur le noyau en décrivant une spirale, ce qui rendrait les atomes dix mille fois plus petits que cequ'on observe ? Beaucoup de physiciens s'occupèrent de ces problèmes fondamentaux à ce moment.

Ils firent leshypothèses les plus fantastiques sur le comportement du rayonnement électromagnétique et sur la nature desforces s'exerçant entre les électrons et le noyau.

L'apport caractéristique de Bohr fut le suivant : il soulignaqu'aucun de ces essais ne pouvait expliquer la stabilité des atomes, et qu'il fallait introduire un nouveau principe,tout à fait en dehors de la physique existante, principe qu'on ne pouvait même pas comprendre sans une révolutiondes bases philosophiques de la causalité. Loin de choisir de façon arbitraire la nature de cette modification nécessaire des fondements de la physique, Bohr sebasa sur les découvertes de Planck sur la nature quantique de la lumière.

Celui-ci avait trouvé que l'énergie de lalumière est formée de quanta indivisibles.

Bohr en conclut que l'énergie de l'électron qui donne naissance à la lumièrene peut pas prendre toutes les valeurs imaginables, mais doit être limitée aux valeurs quantifiées.

Admettant ceprincipe révolutionnaire, Bohr en déduisit (1913) les orbites quantiques permises aux électrons, et réussit pour lapremière fois à donner une explication du spectre de l'hydrogène et de plusieurs autres propriétés atomiques. La pénétration d'esprit de Bohr s'accompagne d'un conservatisme hostile à tout bouleversement inutile.

Il laissa decôté les spéculations abondantes sur les diverses possibilités pour la loi de force entre l'électron et le noyau.

Aucontraire, il adopta les lois des forces électrostatiques bien connues, qui se révélèrent absolument nécessaires pourexpliquer la structure des atomes.

Le caractère de ses travaux apparaît déjà : esprit analytique trouvant le pointcentral ; hardiesse intellectuelle la plus audacieuse dans l'expression du principe critique ; pour tout le reste,conservatisme des points bien établis.

Dans les deux décades suivantes, il s'occupa des deux tâches : rendrecompte de façon cohérente de la structure des atomes plus compliqués que l'hydrogène, et formuler de façonexplicite les limitations générales du principe de causalité qu'impliquent les principes quantiques. Bohr servit comme chargé de cours pendant ses deux dernières années à Manchester (1914-16).

Au milieu de laguerre, il fut nommé professeur de physique théorique à l'Université de Copenhague.

Quatre ans plus tard, il devintdirecteur de l'Institut Universitaire de Physique théorique, qui venait d'être fondé pour l'aider dans ses travaux. Les résultats si frappants obtenus à Copenhague sur l'explication des propriétés atomiques et moléculaires, lapénétration d'esprit de Bohr, et son pouvoir d'inspiration humaine, firent de son institut un centre pour les physiciensde toutes les parties du monde.

Les congrès qu'il organisa périodiquement contribuèrent efficacement à abolir lesbarrières d'autrefois entre la science des divers grands pays.

Au moyen de ces réunions et des conférences qu'ildonna dans les grands laboratoires du monde, Bohr fit progresser la notion de l'unité de la science.

En même temps,il répandit l'influence des nouvelles méthodes quantiques, qui pendant ce temps continuaient à se montrer de plusen plus utiles. Dans son travail initial Bohr démontra que les prédictions de la théorie quantique dans des applications typiques serapprochent étroitement à certains égards des résultats que l'on doit attendre de la mécanique classique, bien queles idées des deux espèces de mécanique soient en principe tout à fait différentes.

Il examina les circonstancesdans lesquelles les deux théories doivent s'accorder l'une avec l'autre et les rassembla sous la forme d'un principe decorrespondance.

Ce principe fournit encore aujourd'hui le moyen le plus utile qui existe pour représenter lasignification de la mécanique quantique moderne.

Mais avant 1925 ce principe fut encore plus utile.

A ce moment,on cherchait une expression mathématique claire de la théorie quantique : il fallut se servir du principe decorrespondance afin de pouvoir appliquer les idées quantiques aux problèmes physiques.

Ainsi Bohr et sescollaborateurs réussirent en 1920 à rendre un compte approximatif de la structure des atomes contenant plusieursélectrons.. »