Датский физик Нильс Бор считается одной из важнейших фигур в современной физике. Bor_1 Нильс Бор относится к тем выдающимся людям, великим ученым, которые повлияли на судьбы мира. Нильс Бор и созданная им школа физиков положили начало новому стилю исследовательской работы в теоретической физике.
Нильс Бор: молчание о главном
Со скромнягой Христианом Бором ее свел случай. Как девушке из высшего общества, Эллен полагалось сидеть дома: обучение женщин не поощрялось. Однако она всё равно наперекор всем решила поступить в университет и наняла себе для подготовки 26-летнего доктора наук Христиана Бора. Затея провалилась: студенткой она так и не стала. Зато стала молодой женой Христиана Бора. Довольно скоро в семье, где царили любовь и взаимопонимание, родились двое мальчиков: старший Нильс и младший Харальд. Нильс пронесет через всю жизнь огромную любовь и к семье, и к младшему брату, Харальду, впоследствии также ставшему знаменитым математиком. В будущем у самого Нильса и его жены Маргарет будет шестеро детей, но вместе со счастьем их рождения и воспитанием его постигнет и тяжелейшая трагедия. Вместе со своими давними друзьями — химиком Бьеррумом и хирургом Кивицем — отец будет управлять парусами.
В штормовой непогоде в первое мгновенье никто из них не заметит, как волна, обрушившись на корму, смоет Кристиана, стоящего у руля. Он же, уверенный в своих силах, не сразу позовет на помощь. А в следующее мгновенье будет уже поздно. Отец, бросившись к борту, уже не увидит его в волнах, а яхту моментально отнесет от места происшествия. Друзья еле удержат и отшвырнут Бора, в безумстве рвущегося к воде, а затем часами будут кружить на месте трагедии, веруя, что сейчас раздастся крик мальчика, и они поспешат на помощь. Но в этот вечер Нильс вернется домой один и лишь через семь недель найдет в себе силы произнести поминальные слова, тихо сказав: «... К моменту произнесения этих слов в 1934 году он уже был всемирно известным ученым. Окончив Копенгагенский университет, в мае 1911 года Нильс защитил докторскую диссертацию по классической электронной теории металлов.
В квантовую механику он ввел принцип дополнительности Затем стажировался за границей. А вернувшись в Копенгаген, преподавал в университете, работая над квантовой теорией строения атома и сформировав «принцип соответствия». В 1922 году ему была присуждена Нобелевская премия по физике «за заслуги в изучении строения атома». В квантовую механику он ввел принцип дополнительности, роль которого оказалась столь существенной, что некоторые ученые предлагали назвать квантовую механику «теорией дополнительности» по аналогии с теорией относительности.
В рамках проекта будет рассмотрена его роль в развитии физики и участие в Манхэттенском проекте, а также достижения, которые принесли ему Нобелевскую премию.
Тип: Исследовательский проект Идея проекта: Раскрыть важность вклада Нильса Бора в развитие физики и его влияние на современную научную мысль. Цель проекта: Изучение жизни и научной деятельности Нильса Бора, выявление его вклада в развитие современной физики. Проблема: Отсутствие подробного исследования влияния Нильса Бора на развитие физики и научных открытий. Целевая аудитория: Студенты, преподаватели, научные работники, любознательные читатели Задачи проекта: 1. Провести анализ биографии и достижений Нильса Бора.
Выявить его роль в создании квантовой механики.
В этом проявилась ограниченность круговых орбит, рассматриваемых в его теории. Преодолеть её стало возможно лишь после того, как в начале 1916 года Арнольд Зоммерфельд сформулировал обобщённые квантовые условия, ввёл три квантовых числа для орбиты электрона и объяснил тонкую структуру спектральных линий , учтя релятивистские поправки.
Бор сразу же занялся коренным пересмотром своих результатов в свете этого нового подхода [28]. Дальнейшее развитие модели. Принцип соответствия 1916—1923 [ править править код ] Летом 1916 года Бор окончательно вернулся на родину и возглавил кафедру теоретической физики в Копенгагенском университете.
В апреле 1917 года он обратился к датским властям с просьбой о выделении финансов на строительство нового института для себя и своих сотрудников. Несмотря на большую занятость административными делами, Бор продолжал развивать свою модель, пытаясь обобщить её на случай более сложных атомов, например, гелия. В 1918 году в статье «О квантовой теории линейчатых спектров» Бор сформулировал количественно так называемый принцип соответствия , связывающий квантовую теорию с классической физикой.
Впервые идея соответствия возникла ещё в 1913 году , когда Бор использовал мысль о том, что переходы между стационарными орбитами с большими квантовыми числами должны давать излучение с частотой, совпадающей с частотой обращения электрона [30]. Начиная с 1918 года, принцип соответствия стал в руках Бора мощным средством для получения новых результатов: он позволил, следуя представлениям о коэффициентах Эйнштейна , определить вероятности переходов и, следовательно, интенсивности спектральных линий; получить правила отбора в частности, для гармонического осциллятора ; дать интерпретацию числу и поляризации компонент штарковского и зеемановского расщеплений [31]. Впоследствии Бор дал чёткую формулировку принципу соответствия: …"принцип соответствия", согласно которому наличие переходов между стационарными состояниями, сопровождающихся излучением, связано с гармоническими компонентами колебания в движении атома, определяющими в классической теории свойства излучения, испускаемого вследствие движения частицы.
Таким образом, по этому принципу, предполагается, что всякий процесс перехода между двумя стационарными состояниями связан с соответствующей гармонической компонентой так, что вероятность наличия перехода зависит от амплитуды колебания, поляризация же излучения обусловлена более детальными свойствами колебания так же, как интенсивность и поляризация излучения в системе волн, испускаемых атомом по классической теории вследствие наличия указанных компонент колебания, определяется амплитудой и другими свойствами последних. Именно из него исходил в 1925 году Вернер Гейзенберг при построении своей матричной механики [33]. В общефилософском смысле этот принцип, связывающий новые знания с достижениями прошлого, является одним из основных методологических принципов современной науки [33].
В 1921 — 1923 годах в ряде работ Бору впервые удалось дать на основе своей модели атома, спектроскопических данных и общих соображений о свойствах элементов объяснение периодической системы Менделеева , представив схему заполнения электронных орбит оболочек , согласно современной терминологии [34]. Правильность интерпретации периодической таблицы была подтверждена открытием в 1922 году нового элемента гафния Дирком Костером и Георгом Хевеши , работавшими в то время в Копенгагене [35]. Как и предсказывал Бор, этот элемент оказался близок по своим свойствам к цирконию , а не к редкоземельным элементам , как думали ранее [36].
Однако было очевидно, что теория Бора в своей основе содержала внутреннее противоречие, поскольку она механически объединяла классические понятия и законы с квантовыми условиями. Кроме того, она была неполной, недостаточно универсальной, так как не могла быть использована для количественного объяснения всего многообразия явлений атомного мира. Например, Бору совместно с его ассистентом Хендриком Крамерсом так и не удалось решить задачу о движении электронов в атоме гелия простейшей двухэлектронной системе , которой они занимались с 1916 года.
Бор отчётливо понимал ограниченность существующих подходов так называемой «старой квантовой теории» и необходимость построения теории, основанной на совершенно новых принципах: …весь подход к проблеме в целом носил ещё в высшей степени полуэмпирический характер, и вскоре стало совершенно ясно, что для исчерпывающего описания физических и химических свойств элементов необходим новый радикальный отход от классической механики, чтобы соединить квантовые постулаты в логически непротиворечивую схему [26]. Нобелевская премия[ править править код ] В 1922 году по по вкладу в изучение ядерных реакций Бору была присуждена Нобелевская премия по физике «за заслуги в изучении строения атома» [37]. В своей лекции «О строении атомов» [38] , прочитанной в Стокгольме 11 декабря 1922 года , Бор подвёл итоги десятилетней работы.
Альберт Эйнштейн и Нильс Бор. Брюссель 1930 Новой теорией стала квантовая механика , которая была создана в 1925 — 1927 годах в работах Вернера Гейзенберга , Эрвина Шрёдингера , Макса Борна , Поля Дирака [39]. Вместе с тем, основные идеи квантовой механики, несмотря на её формальные успехи, в первые годы оставались во многом неясными.
Для полного понимания физических основ квантовой механики было необходимо связать её с опытом, выявить смысл используемых в ней понятий ибо использование классической терминологии уже не было правомерным , то есть дать интерпретацию её формализма. Именно над этими вопросами физической интерпретации квантовой механики размышлял в это время Бор. Итогом стала концепция дополнительности , которая была представлена на конгрессе памяти Алессандро Вольты в Комо в сентябре 1927 года [40].
Исходным пунктом в эволюции взглядов Бора стало принятие им в 1925 году дуализма волна — частица. До этого Бор отказывался признавать реальность эйнштейновских квантов света фотонов , которые было трудно согласовать с принципом соответствия [41] , что вылилось в совместную с Крамерсом и Джоном Слейтером статью, в которой было сделано неожиданное предположение о несохранении энергии и импульса в индивидуальных микроскопических процессах законы сохранения принимали статистический характер. Однако эти взгляды вскоре были опровергнуты опытами Вальтера Боте и Ханса Гейгера [42].
Именно корпускулярно-волновой дуализм был положен Бором в основу интерпретации теории. Идея дополнительности, развитая в начале 1927 года во время отпуска в Норвегии [43] , отражает логическое соотношение между двумя способами описания или наборами представлений, которые, хотя и исключают друг друга, оба необходимы для исчерпывающего описания положения дел. Сущность принципа неопределённости состоит в том, что не может возникнуть такой физической ситуации, в которой оба дополнительные аспекта явления проявились бы одновременно и одинаково отчётливо [44].
Иными словами, в микромире нет состояний, в которых объект имел бы одновременно точные динамические характеристики, принадлежащие двум определённым классам, взаимно исключающим друг друга, что находит выражение в соотношении неопределённостей Гейзенберга. Данные измерений объектов микромира, полученные при помощи различных экспериментальных установок, в условиях, когда взаимодействие между измерительным прибором и объектом составляет неотъемлемую часть процесса измерений, находятся в своеобразном дополнительном отношении друг к другу. Согласно этой интерпретации, заимствованные из классической физики динамические характеристики микрочастицы её координата , импульс , энергия и др.
Смысл и определённое значение той или иной характеристики электрона, например, его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определённый смысл и все одновременно могут иметь определённое значение такой классический объект условно называется измерительным прибором. Роль принципа дополнительности оказалась столь существенной, что Паули даже предлагал назвать квантовую механику «теорией дополнительности» по аналогии с теорией относительности [48]. Через месяц после конгресса в Комо , на пятом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе , начались знаменитые дискуссии Бора и Эйнштейна об интерпретации квантовой механики [49] [50].
Спор продолжился в 1930 году на шестом конгрессе, где Бор объяснил с позиций квантовой механики парадокс фотонного ящика Эйнштейна [49] , а затем возобновился с новой силой в 1935 году после появления известной работы [51] Эйнштейна, Подольского и Розена о полноте квантовой механики см.
Шансом Харальд воспользовался на все сто. В составе родной команде младший брат не останавливался феерить и вскоре получил приглашение в сборную страны. К этому времени он стал одним из самых популярных и узнаваемых футболистов Дании. При этом наука продолжала волновать его так же, как и спорт. Все свободное от футбола время он посвящал математике.
В 1908 году Харальд в составе сборной Дании отправился на Олимпийские игры в Лондон. В финале турнира против них играли датчане, пройдясь до этого катком по сборной Франции 26:1. К сожалению для скандинавов, «золото» британцы с трудом, но оставили дома, победив соперника со счетом 2:0. Но и этот результат стал ошеломляющим для северной страны. Дома серебряных призеров встречали, как настоящих героев, а Харальд Бор на том турнире забил свои единственные голы за сборную. Существует легенда, что во время одного из научных докладов по математике в зале оказались фанаты и, заметив за трибуной своего кумира, чуть не сорвали конференцию.
Пока Харальд не поприветствовал каждого из них, порядок в зале вернуть не удалось. Квантовое строение атома, квантовая механика и много других сложных словосочетаний со словом «квантовый», при произнесении которых лицо невольно принимает серьезное выражение.
Помощь Нильса Бора
Опыт Резерфорда. Там, всего за несколько месяцев 1912 года, датчанину удалось создать модель атома Бора, которая лежит в основе современного понимания субатомного мира. За свою работу в 1922 году Бор был удостоен Нобелевской премии по физике. Относительно короткий разрыв по времени между выдвижением теории и присуждением премии — верное свидетельство фундаментальной значимости работы Бора. Не будучи любителем почивать на лаврах, в 1930-е годы Нильс Бор увлек свой институт в новую область ядерной физики и вместе с коллегами занялся теоретическим моделированием процессов ядерного распада урана и разработкой ядерного реактора и атомной бомбы. Вскоре после начала второй мировой войны ученый нелегально эмигрировал из оккупированной нацистами Дании в США, где участвовал в Манхэттенском проекте по разработке ядерного оружия. После войны ученый выдвинул идею «открытого мира», считая, что без этого человечество не сможет справиться с ядерной угрозой.
Например, к концу девятнадцатого века в большинстве больших немецких университетов уже был физический институт, то есть специальное здание, обычно трехэтажное, с лекционным залом человек на сто, комнатами для учебного практикума студентов, лабораторными помещениями в подвале для собственно научных исследований профессора, его ассистентов и учеников.
И не забыть про квартиру, где жила семья профессора, который настаивал, чтобы университет обеспечил ему служебное жилье в здании института, чтобы ему сподручнее было всем этим хозяйством управлять. В Дании это появилось только после того, как в 1917 году Бор получил деньги на строительство аналогичного, но небольшого института. При первом личном посещении меня больше всего смутили маленькие размеры этого здания на окраине Копенгагена, несопоставимо скромного по физическим размерам по сравнению с тем образом великого научного центра мировых открытий, который сложился в голове после чтения историко-научной литературы. У Дании были какие-то амбиции? Торговля Дании сильно выиграла во время мировой войны, хотя вскоре после ее окончания в стране тоже начался экономический кризис, как и во всей Европе. Еще интересен колониальный аспект этой истории, поскольку часто забывается, что Дания, несмотря на малость, — это еще и империя с заморскими территориями. В 1916 году они продали США свою часть Виргинских островов в Карибском море, по причине или под предлогом того, что эти острова легко могли быть захвачены Германией.
Часть полученных от этой продажи средств и пошла на строительство физического института для Бора. Появляются рокфеллеровские стипендиаты. И он начинает свою деятельность по созданию мирового центра? Если бы не война, то главный центр квантовой физики возник бы, конечно, в Германии. И даже понятно где: в Мюнхене, у Зоммерфельда, в его развивающейся школе. Он подготовил десятки самых сильных теоретиков, в том числе Паули и Гейзенберга. Но после войны Германия оказалась в международной изоляции, а Бор стал принимать у себя молодых немецких докторов, в том числе самых блестящих из Мюнхена, с зоммерфельдовской подготовкой, а потом еще и из Геттингена.
По абсолютным меркам их было в целом не так много. За десять лет, с 1916 по 1927 год, всего в институте Бора работало примерно шестьдесят приезжих ученых из разных стран. Копенгагенская конференция, весна 1930, обсуждает второй кризис квантовой теории. Игрушечная пушка и горн использовались для звукового сопровождения докладов об очередных трудностях теории. Директора тогда имели большую власть, из-за чего могли возникать трения. Я уже упомянул, что журналы публиковали быстро, потому что не было реферирования. Достаточно было, чтобы профессор написал сопроводительное письмо, что статью стоит напечатать.
Профессор брал ответственность и осуществлял контроль за научным качеством всех работ, выполненных в руководимом им институте. Постдоки, работавшие в институте Бора, должны были получить от него разрешение послать свою статью в журнал. Что не всегда было легко. Бор часто читал медленно, сомневался или критиковал, задерживал нетерпеливых гениев. Или советовал сделать какие-то исправления. У Гейзенберга, например, а позже у Ландау, с этим возникли проблемы. В тот год Гейзенберг работал как бы в двух местах: в Геттингене он должен был читать лекции как приват-доцент, а в Копенгагене у него была рокфеллеровская стипендия.
И он провел часть года там и там, переезжая с места на место. А написал он свою новую работу, что тоже символично и важно, не в каком-то из этих институтов, а уехав на остров Гельголанд в Северном море спасаясь от приступа сенной лихорадки, то есть, по сути, экстерриториально. Он не был уверен, насколько важна его идея. У него самого на этот счет еще были сомнения. Но он понимал, что она не очень соответствовала ни тому, чем занимался Макс Борн, его профессор в Геттингене, ни той стратегии, которую предпочитал Бор в Копенгагене. Если бы он работал только у одного профессора, то, скорее всего, в своих работах следовал бы авторитету руководителя. Но ситуация двойного подчинения дала ему возможность большего выбора.
И тем не менее ему нужно было решить, через какого из двух профессоров послать статью в печать. Вернувшись с острова, он оставил рукопись Борну, посмотреть, а сам уехал из Геттингена делать доклад о своих предыдущих работах. Борн поразмыслил над текстом, увидел возможность интересной новой идеи для своей собственной статьи, и послал текст Гейзенберга в журнал для публикации. Постдоки приехали, поработали и уехали. Это же не научная школа в том смысле, как мы ее понимаем. Она обычно возникает из докторантов. У Зоммерфельда именно в этом немецком смысле была школа, потому что к нему студенты приходили, чтобы получить математическую подготовку, написать докторскую диссертацию и получить путевку в профессиональную теоретическую физику.
Стандартный размер рокфеллеровской стипендии был сто долларов в месяц или немного больше. Тогда это были очень приличные деньги, примерно соответствовавшие зарплате экстраординарного профессора в Германии — У Бора не было такой школы, получается? Метафорически тоже часто говорится, что у Бора была школа. Но в реальности, он очень редко руководил диссертациями: между двумя войнами, то есть с 1917 года по 1940-й, в Копенгагенском университете были защищены только четыре докторские диссертации по физике. Из которых три были экспериментальные и только одна теоретическая. И это понятно, потому что массовое производство диссертаций и докторов философии существовало в Германии, где было примерно тридцать немецкоязычных университетов плюс еще инженерные вузы и, соответственно, достаточно массовый рынок профессорских мест. Дании не были нужны свои собственные доктора физики в таком количестве, поэтому институт Бора расширялся не национально, а интернационально, за счет ученых, которые защищали свои диссертации в других странах и приезжали в Копенгаген только на время.
В результате создалась не школа в стандартном смысле, а международное сообщество, где все друг друга знали, и информационный центр. Раз или два в году в Копенгагене проходила конференция, на которую съезжались несколько десятков бывших или будущих постдоков для обсуждения текущих проблем в квантовой теории. Конечно, можно сказать, что он председательствовал над всем этим процессом и контролировал результат. Через него должны были проходить все работы, которые делались в его институте, перед отправлением в печать. Но самому ему к середине 1920-х годов уже было тяжело поспевать за математическими деталями квантовой теории. Когда кто-то из студентов заканчивал статью, Бор сначала давал ее своему ближайшему ассистенту, Крамерсу или Гейзенбергу, проверить, нет ли проблем с технической точки зрения, а сам потом уже более внимательно редактировал нюансы постановки вопроса и интерпретации. Можно сказать, что он не столько задавал направление исследований по квантовой механике, сколько придавал им окончательную форму и выводы.
Это модель, которая могла бы предсказать деление ядер, начала активно работать при объяснении его механизма. Открытие ученых стало прорывом в ядерной физике и позволило создать как ядерное оружие, так и атомные реакторы. Исследования по вопросам деления ядра проводились различными физиками много лет. После этого Бор, Френкель и Уилер создали теоретическую модель капельного ядра и составное ядро, что вплотную приблизило их к открытию деления урана. В 1934 году была открыта искусственная радиоактивность, но еще пять лет потребовалось на открытие процесса деления ядра. В этом вопросе помогли опыты немецких физиков Отто Гана и Фрица Штрассера. На основании этих опытов Отто Фриш и Лиза Мейтнер дали физическое объяснение процесса деления ядра урана, о чем Фриш незамедлительно сообщил Бору. Во вскоре опубликованной статье Фриш и Мейтнер впервые употребили термин "деление", подсказанный Фришу американским биологом Арнольдом. Праздник Сегодня отмечается День Австралии. Праздник был учрежден в честь начала освоения Зеленого континента европейцами.
Подогнать количественные характеристики таких переходов было уже делом несложной техники. И, однако же, во всем мире никто, кроме Бора, до этого не додумался. И прибавил, что у него самого много лет назад возникали подобные мысли, но не хватило духа их разработать. А у Бора хватило. В этом и заключаются самые тяжкие обязательства, налагаемые наукой в отличие от мифотворчества: ученый должен быть как предельным нигилистом, не страшащимся самых революционных гипотез, так и предельным консерватором, стремящимся во что бы то ни стало сохранить арсенал накопленных моделей. И Бор умел как никто сочетать эти несочетаемые взаимно дополнительные качества.
И что особенно приятно, они позволяли ему пребывать в полной гармонии с социальной средой. Нильс Бор и Альберт Эйнштейн. Гений места Правда, и среду эту надо было еще поискать. Дания, представляющаяся из громокипящей России совершенно кукольной страной, когда-то тоже гремела, громила, овладевала, вершила, но с некоторых пор начала лишь терять, терять, покуда наконец в 1879 году не уступила Германии уже и Шлезвиг-Гольштейн кажется, на одну только Гренландию до последних лет никто не покушался и не принялась заниматься исключительно собственным благоустройством. Хотя, в соответствии с принципом дополнительности, ему можно было бы противопоставить страх и трепет Кьеркегора. В Дании и политический строй так и остался игрушечной монархией.
Банки мирового уровня в крошечной Дании отсутствовали, но все же Эллен Адлер, красавица-дочь либерального еврейского финансиста, основателя Копенгагенского коммерческого банка Д. Адлера сделалась матерью будущего национального героя. Наука мирового уровня в тогдашней Дании тоже присутствовала слабо, но все же отец отца квантовой механики Христиан Бор входил в научную и культурную элиту Копенгагена, хотя в истории запечатлелся больше тем, что основал университетскую команду по такому новомодному виду спорта, как футбол, способствовав его превращению в национальное увлечение. Папа вовлек в игру и обоих своих сыновей, старшего Нильса и младшего Харальда. Харальд впоследствии вошел в сборную страны, завоевавшую серебряную олимпийскую медаль; Нильс же в качестве вратаря не сумел подняться выше второго состава. Харальд вообще выглядел более проворным в практических делах.
Нильс же, будучи великолепным лыжником, мастером пинг-понга, яхтсменом, выглядел увальнем, еще в юности склонным ходить с опущенной огромной головой. Крупные черты лица делали его обаятельным скандинавским джентльменом, но отнюдь не красавцем, что тоже могло бы вызывать раздражение. Его бесспорное научное лидерство уравновешивалось простодушием, с которым он в виде отдыха предавался просмотрам вестернов: тут уж любой студент лучше его разбирался в том, кто из ковбоев угнал чье стадо и чьей невестой является та блондинка, которую похитил злодей. В отличие от младшего брата, блестящего лектора, Бор-главный был не мастер говорить перед большой аудиторией, да и в общении с начальством утомлял мучительно тихим голосом и слишком подробным анализом очевидностей в которых-то, как правило, и таятся ошибки.
#Нильс Бор
Однако мы решили остановить свой выбор на Терлецком — он мог бы произвести своей широкой эрудицией и осведомленностью нужное впечатление на Нильса Бора. В данном разделе вы найдете много статей и новостей по теме «Нильс Бор». Нильс Бор: в гостях у атомов Великий датский ученый, основоположник атомной физики, Нильс Бор (1885-1962) еще на студенческой скамье умудрился сделать открытие, изменившее научную картину мира. В 1917 года Нильс Бор вошел в Датское королевское общество, а с 1939 года стал его президентом. Нильс Бор неоднократно подчеркивал параллель между гносеологическими проблемами квантовой физики и теории относительности. Нильс Бор рос в среде ученых, с детства проявляя интерес к различным открытиям и изобретениям.
Откройте свой Мир!
По характеру чрезвычайно мягкий и интеллигентный, Нильс Бор не высказывался критично по отношению к религии. В 1939 году Нильс Бор сделал открытие, изменившее мир навсегда. Обзор основных научных достижений Нильса Бора, их влияния на развитие физики и научные открытия, которые сделали его выдающимся ученым. Датский физик Нильс Бор считается одной из важнейших фигур в современной физике. История Нильса Бора и Института Нильса Бора — это история научной деятельности о том, чтобы сделать неизвестное известным.
Не только таблица Менделеева: 6 великих открытий, сделанных во сне
Датский физик Нильс Бор 28 февраля 1913 года предложил свою теорию строения атома, в которой электрон в атоме не подчиняется законам классической физики. По характеру чрезвычайно мягкий и интеллигентный, Нильс Бор не высказывался критично по отношению к религии. Начиная с 1944 года Нильс Бор включается в активную политическую борьбу. Датский физик Нильс Бор считается одной из важнейших фигур в современной физике. Однако мы решили остановить свой выбор на Терлецком — он мог бы произвести своей широкой эрудицией и осведомленностью нужное впечатление на Нильса Бора.
Нильс Бор: деятельность физика – лауреата нобелевской премии
Был членом более чем 20 академий наук мира, в том числе иностранным почётным членом Академии наук СССР 1929; членом-корреспондентом — с 1924. Бор известен как создатель первой квантовой теории атома и активный участник разработки основ квантовой механики. Он также внёс значительный вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой. Бор родился в Копенгагене, в семье известного профессора-физиолога и быстро проявил многообещающую способность к наукам. Его диссертация на степень магистра, которую он защитил в Копенгагенском университете, посвященная изучению поверхностного натяжения жидкостей, до сих пор считается эталоном в гидродинамике.
За эту работу он получил Золотую медаль Академии наук Дании и снискал себе репутацию восходящей звезды датской науки. После защиты докторской диссертации Бор в 1911 году отправился в Англию — как бы мы сказали сегодня, в порядке научного обмена — и приступил к работе в лаборатории Дж.
За свои открытия и исследования в 1922 году Бор получил Нобелевскую премию. Бор является создателем квантовой теории атома водорода, в которой доказывает, что электрон вращается по определенным квантовым орбитам. В 1916 году Нильс Бор возвращается в Данию, и уже на следующий год его избирают членом Датского королевского общества.
В 1939 году Бор становится президентом Датского королевского общества. До последних дней Нильс не прекращал исследования, внося вклад в развитие науки.
В истории рассказывается, как студент Бор отказывался решать «скучную» физическую задачу о том, как измерить высоту башни при помощи барометра стандартным методом измерить давление у подножия и на вершине , а предлагал другие, «издевательские» — бросить барометр с башни и замерить время падения, измерить тень, отбрасываемую барометром и тень, отбрасываемую башней, и сам барометр — и по пропорции узнать высоту башни, и даже обменять барометр на информацию о высоте башни у смотрителя здания. Доверимся словам самого Бора — он в 1953 году опубликовал статью памяти друга: «Впервые мне посчастливилось видеть и слышать Резерфорда осенью 1911 г.
Томсона , а Резерфорд приехал из Манчестера, чтобы выступить на ежегодном Кавендишском обеде». При этом даже тогда Бор с Резерфордом не познакомились, а «дружить семьями» они начали двумя годами позже. В 1910 году Бор стал магистром. Одновременно с получением последней «учебной» степени, в жизни будущего нобелиата случилось и еще одно важное событие: он познакомился с Маргрет Норлунд, сестрой математика Нильса Норлунда.
В 1912 году они зарегистрируют свой брак. Попутно он доказал теорему статистической механики, из которой следовало, что суммарный магнитный момент любой совокупности электрических зарядов, которые движутся в электрическом поле по законам классической механики, равен нулю в 1919 году эту теорему независимо от Бора докажет датская же женщина физик, Хендрика Йоханна ван Левен, и теорема получит название теоремы Бора — ван Левен. Из теоремы Бора-ван Левен следовал один важный вывод: в рамках классической физики объяснить магнитные свойства металлов не получится. Так что диссертация Бора стала первым шагом великого физика к «квантовому откровению».
В том же 1911 году Бор получает стипендию в 2500 крон для стажировки за границей. И, естественно, едет в столицу мировой физики — Великобританию, в Кавендишскую лабораторию. Работать под руководством учителя и воспитателя многих нобелевских лауреатов, сэра Джозефа Джона Томсона. И получает жестокий удар — приехав, молодой ученый «с колес» находит ошибку в вычислениях своего наставника, сообщает ему и… «Я был разочарован, Томсона не заинтересовало то, что его вычисления оказались неверными.
В этом была и моя вина. Я недостаточно хорошо знал английский и потому не мог объясниться… Томсон был гением, который, на самом деле, указал путь всем… В целом, работать в Кембридже было очень интересно, но это было абсолютно бесполезным занятием», — так пишет Бор о своем начальнике. Нужно сказать, что за два года до приезда Бора в Англию Резерфорд, уже нобелевский лауреат, делает свое знаменитое открытие — строение ядра атома. В лаборатории только о том и говорили: какие последствия для физики повлечет за собой это открытие.
Собственно, первые последствия случились уже в том же, знаковом для Бора, 1911 году: Резерфорд опубликовал статью о своей планетарной модели атома, согласно которой вокруг крошечного ядра, подобно планетам вокруг Солнца, вращались электроны.
В приложении «Ученые-физики и их эксперименты» можно будет вспомнить самые значимые открытия в области физики и их авторов. Например, того, кто доказал существование в атомах положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов вокруг него или кто открыл закон плавания тел, ставший основой гидростатики. Датский физик Нильс Бор внес весомый вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций. Именно он в 1913 году предложил модель строения атома, в которой электроны могут двигаться только по определенным орбитам, не излучая энергию, а ее излучение или поглощение происходит лишь в момент перехода с одной орбиты на другую.
Датский физик Бор Нильс: биография, открытия
Контент доступен только автору оплаченного проекта Научные достижения Нильса Бора Обзор основных научных достижений Нильса Бора, их влияния на развитие физики и научные открытия, которые сделали его выдающимся ученым. Контент доступен только автору оплаченного проекта Философские взгляды Нильса Бора Исследование философских убеждений и взглядов Нильса Бора на природу реальности, квантовую механику и фундаментальные принципы физики. Контент доступен только автору оплаченного проекта Влияние Нильса Бора на современную научную мысль Анализ влияния Нильса Бора на развитие современной научной мысли, его научные концепции и идеи, которые оказали влияние на последующие поколения ученых. Контент доступен только автору оплаченного проекта Критика и контроверсии вокруг научных идей Нильса Бора Обзор критики и споров, связанных с научными идеями Нильса Бора, а также контроверсий вокруг его теорий и концепций в физике. Контент доступен только автору оплаченного проекта Нильс Бор и развитие ядерной физики Исследование вклада Нильса Бора в развитие ядерной физики, его работы в этой области и влияние на современные ядерные технологии. Контент доступен только автору оплаченного проекта Нильс Бор как общественный деятель Анализ общественной деятельности Нильса Бора, его вклада в научное сообщество, образование и науку, а также влияния на общественные процессы. Контент доступен только автору оплаченного проекта Заключение Описание результатов работы, выводов.
Итак, с 1950-х годов Нильс Бор посвятил себя проведению конференций, посвященных мирному использованию атомной энергии. Как мы упоминали ранее, Бор не упускал из виду величину атомной энергии, поэтому, помимо защиты ее правильного использования, он также оговорил, что именно правительства должны гарантировать, что эта энергия не используется разрушительным образом. Это понятие было введено в 1951 году в манифесте, подписанном более чем сотней известных исследователей и ученых того времени. Как следствие этого действия и его предыдущей работы в пользу мирного использования атомной энергии, в 1957 году Фонд Форда наградил его премией «Атом для мира», присуждаемой личностям, которые стремились способствовать позитивному использованию этого типа энергии. Нильс Бор умер 18 ноября 1962 года в своем родном городе Копенгагене в возрасте 77 лет. Вклады и открытия Нильса Бора Бор и Альберт Эйнштейн Модель и строение атома Атомная модель Нильса Бора считается одним из его величайших вкладов в мир физики и науки в целом. Он был первым, кто показал атом как положительно заряженное ядро, окруженное вращающимися электронами. Бору удалось открыть внутренний рабочий механизм атома: электроны могут независимо вращаться вокруг ядра. Количество электронов, присутствующих на внешней орбите ядра, определяет свойства физического элемента. Чтобы получить эту модель атома, Бор применил квантовую теорию Макса Планка к модели атома, разработанной Резерфордом, получив в результате модель, которая принесла ему Нобелевскую премию. Бор представил атомную структуру как маленькую солнечную систему. Квантовые концепции на атомном уровне Что привело к тому, что модель атома Бора стала считаться революционной, так это метод, который он использовал для ее достижения: применение теорий квантовой физики и их взаимосвязь с атомными явлениями. С помощью этих приложений Бор смог определить движения электронов вокруг атомного ядра, а также изменения их свойств. Таким же образом, с помощью этих концепций, он смог получить представление о том, как материя способна поглощать и излучать свет из своих самых незаметных внутренних структур. Открытие теоремы Бора-ван Левена Теорема Бора-ван Левена - это теорема, применяемая в области механики. Эта теорема, впервые разработанная Бором в 1911 году, а затем дополненная ван Левеном, помогла отделить классическую физику от квантовой физики. Теорема утверждает, что намагниченность, возникающая в результате применения классической механики и статистической механики, всегда будет равна нулю. Бору и ван Левену удалось получить представление о некоторых концепциях, которые можно было разработать только с помощью квантовой физики. Сегодня теорема обоих ученых успешно применяется в таких областях, как физика плазмы, электромеханика и электротехника. Принцип дополнительности В рамках квантовой механики сформулированный Бором принцип дополнительности, который представляет собой теоретический и результирующий подход одновременно, утверждает, что объекты, подверженные квантовым процессам, имеют дополнительные атрибуты, которые нельзя наблюдать или измерять одновременно. Этот принцип дополнительности порожден другим постулатом, разработанным Бором: копенгагенской интерпретацией; фундаментальный для исследования квантовой механики. Копенгагенская интерпретация С помощью ученых Макса Борна и Вернера Гейзенберга Нильс Бор разработал эту интерпретацию квантовой механики, которая позволила выяснить некоторые элементы, которые делают механические процессы возможными, а также их различия. Сформулированный в 1927 году, он считается традиционной интерпретацией. Согласно копенгагенской интерпретации, физические системы не обладают определенными свойствами до того, как они будут подвергнуты измерениям, а квантовая механика способна только предсказывать вероятности, с помощью которых сделанные измерения дадут определенные результаты.
В мае — июне 1945 года Гейзенберг и 9 соратников были арестованы американцами и в ходе операции «Эпсилон» вывезены на территорию Великобритании. Нацистский реактор в Хайгерлохе. Их поселили в поместье Фарм-Холл недалеко от Кембриджа. Здание, где жили германские физики, было буквально напичкано подслушивающей аппаратурой. Задачей «Эпсилона» было определить, насколько близко немцы подобрались к созданию атомной бомбы. Для обеих сторон результат оказался удивительным. Американцы поняли, что никакой угрозы нацистского ядерного гриба и близко не существовало, а Гейзенберг с коллегами были буквально шокированы бомбардировками Хиросимы и Нагасаки. Они были уверены, что опережают конкурентов, и даже представить себе не могли, насколько на самом деле в США ушли вперед. Поместье Фарм-Холл. Почему Гитлер не получил ядерной бомбы Вопрос, реально ли было создание Третьим рейхом атомного оружия, волнует не только любителей альтернативной истории Второй мировой войны. Действительно, еще в начале 1940-х нацисты опережали своих противников. Возможно, при определенных обстоятельствах например, если бы Гитлер не ввязался бы в войну с Советским Союзом Германия смогла бы с помощью концентрации ресурсов всей Европы, лежащей у ее ног, в течение нескольких лет подойти к созданию ядерной бомбы. Другой вопрос, насколько реальным был продолжительный мир с СССР и сколь трезво оценивали потенциал «уранового проекта» в высшем руководстве Третьего рейха. В конце концов, среди историков, изучавших проблему, сложилось три точки зрения на причины немецкого атомного провала. Послевоенные статьи и выступления Вернера Гейзенберга и его соратников настойчиво проталкивали мысль о пассивном саботаже учеными своей работы. Мол, германские физики понимали, чем грозит их успех человечеству, поэтому сознательно тормозили свою работу. В общем-то, в такой позиции ничего удивительного нет. Многие из непосредственных участников создания ядерного оружия в США или в СССР после Хиросимы и Нагасаки, холодной войны, «Карибского кризиса» стали убежденными противниками своих разработок и жалели о своем в них участии. Даже Эйнштейн переживал о том письме 1939 года Рузвельту, во многом инициировавшем включение США в атомную гонку: «Мое участие в создании ядерной бомбы состояло в одном-единственном поступке. Я подписал письмо президенту Рузвельту, в котором подчеркивал необходимость проведения в крупных масштабах экспериментов по изучению возможности создания ядерной бомбы. Я полностью отдавал себе отчет в том, какую опасность для человечества означает успех этого мероприятия. Однако вероятность того, что над той же самой проблемой с надеждой на успех могла работать и нацистская Германия, заставила меня решиться на этот шаг. Я не имел другого выбора, хотя я всегда был убежденным пацифистом». Американские солдаты на немецком ядерном реакторе. Другая группа экспертов уверена, что неудачи нацистов были вызваны некомпетентностью немцев, изгнанием из рейха ученых-евреев, выбором в качестве замедлителя реакции тяжелой воды, а не графита, другими научными ошибками, в основе которых лежит принципиальная невозможность успешного творчества ученого в условиях тоталитаризма. Определенное рациональное зерно есть и в таком мнении. Гейзенберг и его команда, другие исследовательские группы, работавшие параллельно, действительно немало ошибались, но в этом и заключается экспериментальная наука. А аргумент про влияние степени тоталитарности режима на успешность решения поставленных научных задач и вовсе не выдерживает критики, как показывает уже опыт XXI века в Северной Корее. Вернер Гейзенберг и Нильс Бор.
Лаборатория Резерфорда на тот момент считалась наиболее выдающейся. Последнее время в ней проходили эксперименты, породившие открытие планетарной модели атома. Точнее, модель тогда пребывала еще на стадии становления. Опыты по прохождению альфа-частиц через фольгу позволили Резерфорду осознать, что в центре атома располагается небольшое заряженное ядро, на которое приходится едва ли вся масса атома, а вокруг него располагаются легкие электроны. Так как атом электронейтрален, сумма зарядов электронов должна равняться модулю заряда ядра. Заключение о том, что заряд ядра кратен заряду электрона было центральным в этом исследовании, но пока что оставалось неясным. Зато были выявлены изотопы — вещества, имеющие одинаковые химические свойства, но различную атомную массу. Атомный номер элементов. Закон смещения Работая в лаборатории Резерфорда, Бор понял, что химические свойства зависят от числа электронов в атоме, то есть от его заряда, а не массы, что и объясняет существования изотопов. Это стало первым важным достижением Бора в этой лаборатории. Так был сформирован «закон радиоактивных смещений». Далее датский физик сделал ряд более важных открытий, которые касались самой модели атома. Модель Резерфорда-Бора Эту модель также называют планетарной, ведь в ней электроны вращаются вокруг ядра подобно тому, как планеты вокруг Солнца. Такая модель имела ряд проблем. Дело в том, что атом в ней был катастрофически неустойчив, и терял энергию за стомиллионную долю секунды. В действительности же такого не происходило. Возникшая проблема казалась неразрешимой и требовала радикально нового подхода. Здесь и проявил себя датский физик Бор Нильс. Бор предположил, что, вопреки законам электродинамики и механики, в атомах есть орбиты, перемещаясь по которым электроны не излучают. Орбита стабильна, если момент количества движений электрона находящегося на ней равен половине постоянной Планка. Излучение происходит, но только в момент перехода электрона с одной орбиты на другую. Вся энергия, которая при этом высвобождается, уносится квантом излучения. Такой квант имеет энергию, равную произведению частоты вращения на постоянную Планка, или разности между начальной и конечной энергией электрона. Таким образом, Бор объединил наработки Резерфорда и идею квантов, которая была предложена Максом Планком в 1900 году. Такое объединение противоречило всем положениям традиционной теории, и в то же самое время, не отвергало ее полностью. Электрон был рассмотрен как материальная точка, которая движется по классическим законам механики, но «разрешенными» являются лишь те орбиты, которые выполняют «условиям квантования». На таких орбитах, энергии электрона обратно пропорциональны квадратам номеров орбит. Вывод из «правила частот» Опираясь на «правило частот», Бор сделал вывод, что частоты излучения пропорциональны разности между обратными квадратами целых чисел. Ранее эта закономерность была установлена спектроскопистами, однако не находила теоретического объяснения. Теория Нильса Бора позволяла объяснить спектр не только водорода простейшего из атомов , но и гелия, в том числе ионизированного. Ученый проиллюстрировал влияние содвижения ядра и предугадал, как заполняются электронные оболочки, что позволило выявить физическую природу периодичности элементов системе Менделеева.
Бор Нильс. Книги онлайн
Он жил в «Доме чести» и был человеком чести. А ещё он произвёл революцию в физике. 28 февраля 1913 года Нильс Бор представил планетарную модель строения. Бор Нильс — чем известен, биография, открытия и достижения, работы и цитаты — РУВИКИ: Интернет-энциклопедия. Еще в 1920 году Нильс Бор стал основателем подразделения университета Копенгагена.
Нейтрино доносят до нас сообщения о том, что происходит в глубинах космоса
директора института академика Петра Леонидовича Капицы - проходит в конференц-зал и поднимается на сцену. создатель квантовой физики, которую многие предлагали назвать теорией дополнительности. На это Нильс Бор, сторонник квантовой механики, ответил ему: «Эйнштейн, перестань указывать Богу, что он должен делать со своими игральными костями!». В этот день, 26 января 1939 года, известный датский физик Нильс Бор, выступая на конференции по теоретической физике в Вашингтоне, рассказал об открытии деления урана. Нильс Бор неоднократно подчеркивал параллель между гносеологическими проблемами квантовой физики и теории относительности.