Niels Bohr - dán fizikus és közszereplő,a modern formában a fizika egyik alapítója. A Koppenhágai Elméleti Fizikai Intézet alapítója és vezetője, a világ tudományos iskola alkotója, valamint a Szovjetunió Tudományos Akadémia külföldi tagja. Ez a cikk Niels Bohr életét és fő eredményeit vizsgálja meg.
Bohr Nils dán fizikus megalapította az atom elméletét,amely az atom bolygóbeli modelljén, kvantum-reprezentációkon és az ő személyesen javasolt posztulátumokon alapszik. Ezenkívül Bohr-ot emlékezték meg az atommag, a nukleáris reakciók és a fémek elméletével kapcsolatos fontos munkájára. A kvantummechanika létrehozásának egyik résztvevője. A fizika területén bekövetkezett fejlemények mellett Bohr számos filozófiai és tudományos munkával foglalkozik. A tudós aktívan harcolt az atomenergia veszélyével. 1922-ben Nobel-díjat kapott.
Niels Bohr jövő tudós a városban születettKoppenhága 1885. október 7. Apja Christian egy helyi egyetem élettani professzora volt, Ellen anyja pedig gazdag zsidó családból származott. Nielsnek volt öccse, Harald. A szülők megpróbálták fiaik gyermekkori boldogságát és eseményeket csinálni. A család, és különösen az anya pozitív hatása döntő szerepet játszott szellemi tulajdonságaik kialakulásában.
Bohr alapfokú oktatást kapott 2006 - banHammelholm Iskola. Iskolai éveiben szeretett volna focizni, később pedig síelni és vitorlázni. Huszonhárom éves korában Bohr a koppenhágai egyetemen végzett, ahol szokatlanul tehetséges kutatófizikusnak tekintették. Nils aranyérmet kapott a Dán Királyi Tudományos Akadémiától a víz felszíni feszültségének a vízfolyás vibrációja segítségével történő meghatározásáról szóló diplomatervéért. Oktatás után a kezdő fizikus, Bor Niels az egyetemen maradt. Ott végzett számos fontos tanulmányt. Az egyiket a klasszikus fémek elektronikai elméletének szentelték és Bohr doktori disszertációjának alapjául szolgáltak.
Egyszer a Királyi Akadémia elnökéhezErnest Rutherford, a koppenhágai egyetem munkatársa segítséget kért. Ez utóbbi a hallgatójának a lehető legalacsonyabb pontszámot akarta adni, miközben úgy vélte, hogy kiváló pontszámot érdemel. A vita mindkét fele megállapodott abban, hogy egy harmadik fél, egy választottbíró véleményére támaszkodik, aki Rutherford lett. A vizsgakérdés szerint a hallgatónak el kellett magyaráznia, hogyan lehet a barométert felhasználni az épület magasságának meghatározására.
A hallgató azt válaszolta, hogy ehhez kötődnie kellbarométerrel a hosszú kötélhez, mássz vele az épület tetejére, engedje le a földre, és mérje meg a lekötött kötél hosszát. Egyrészt a válasz teljesen helyes és teljes volt, másrészt kevés közös vonása volt a fizikával. Aztán Rutherford felkérte a hallgatót, hogy próbálkozzon újra a válaszolással. Hat percet adott neki, és figyelmeztette, hogy a válasznak szemléltetnie kell a fizikai törvényeket. Öt perccel később, miután meghallotta a hallgatótól, hogy a sok megoldás közül a legjobbat választja, Rutherford arra kérte, hogy válaszoljon a határidő előtt. Ez alkalommal a hallgató felajánlotta, hogy barométerrel mászik ki a tetőre, dobják le, mérjék le az esési időt, és egy speciális képlettel megtudják, hogy milyen magasságú. A tanár elégedett volt ezzel a válaszmal, ám ő és Rutherford nem tagadhatták meg maguktól az örömöt, hogy hallgatják a többi tanulót.
A következő módszer a magasság mérésén alapulta barométer árnyékát és az épület árnyékának magasságát, az ezt követő aránymegoldással. Rutherfordnak tetszett ez a lehetőség, és lelkesen kérte a hallgatót, hogy fedezze fel a fennmaradó módszereket. Aztán a hallgató felajánlotta neki a legegyszerűbb lehetőséget. Csak el kellett helyeznie a barométert az épület falára, és jeleket készítenie, majd meg kell számolnia a jelek számát és szoroznia azokat a barométer hosszával. A hallgató úgy gondolta, hogy egy ilyen nyilvánvaló választ minden bizonnyal nem szabad figyelmen kívül hagyni.
Annak érdekében, hogy a tudósok szemében ne legyen vicc,a hallgató javasolta a legkifinomultabb lehetőséget. Megkötözve egy húrot a barométerhez, azt mondta: el kell fordítania az épület alapjában és a tetőjén, megmérve a gravitáció nagyságát. A kapott adatok közötti különbségből - ha szükséges - megtalálható a magasság. Ezen túlmenően, ha az ingot egy huzalon húzza az épület tetőjéről, meghatározhatja a magasságot a precesszió időszaka alapján.
Végül a hallgató javaslatot tett menedzser megtalálásáraépületek és cserébe egy csodálatos barométerrel, hogy megtudja a magasságát. Rutherford megkérdezte, hogy a hallgató valóban nem ismeri-e a probléma általánosan elfogadott megoldását. Nem rejtette el tudását, de beismerte, hogy unatkozik azzal, hogy a tanárok az osztályon, az iskolában és az egyetemen alkalmazzák mentalitását, és elutasítják a nem szabványos megoldásokat. Mint valószínűleg kitaláltad, ez a hallgató Niels Bohr volt.
Miután három évet az egyetemen dolgozott, Bohr költözöttAngliába. Az első évben Cambridge-ben dolgozott Joseph Thomson mellett, majd Ernest Rutherfordba költözött Manchesterbe. A legkiemelkedőbbnek Rutherford laboratóriuma volt akkoriban. Az utóbbi időben kísérletek zajlanak benne, amelyek felfedezték az atom bolygóbeli modelljét. Pontosabban, a modell akkoriban még gyerekcipőben volt.
Az alfa-részecskék fólián keresztüli áthaladásának kísérleteilehetővé tette Rutherford számára, hogy rájöjjön, hogy az atom közepén egy kis töltésű atommag van, amely az atom szinte teljes tömegét képviseli, és fényelektronok vannak körülötte. Mivel az atom elektromos szempontból semleges, az elektronok töltésének összegének meg kell egyeznie a mag töltésének modulumával. A tanulmány központi eleme az a következtetés, miszerint a nukleáris töltés az elektron töltés többszörösét képezi, ám eddig nem volt világos. De izotópokat fedeztek fel - anyagokat, amelyek azonos kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, de eltérő atomtömeggel rendelkeznek.
Miközben a Rutherford laboratóriumában dolgozott, Bohr rájöttA kémiai tulajdonságok az atomok elektronszámától, azaz a töltésétől és nem tömegétől függnek, ami magyarázza az izotópok létezését. Ez volt a Bohr első jelentős eredménye ebben a laboratóriumban. Mivel az alfa-részecske héliummagot képez +2 töltéssel, az alfa-bomlás során (a részecske kilép a magból) a periodikus táblázatban szereplő „lány” elemnek két sejtet kell hagynia az „anyától” balra, és béta-bomlás során (az elektron levál a magtól) - egy cellától jobbra. Így alakult ki a "radioaktív elmozdulások törvénye". Ezenkívül a dán fizikus számos fontosabb felfedezést végzett, amelyek maga az atommodellhez kapcsolódtak.
Ezt a modellt bolygósnak is nevezik, mert benne vanaz elektronok úgy forognak a mag körül, mint a bolygók a nap körül. Ennek a modellnek számos problémája volt. A helyzet az, hogy a benne lévő atom katasztrofálisan instabil volt, és másodperces százmilliárd részében elvesztette az energiát. A valóságban ez nem történt meg. A felmerülő probléma megoldhatatlannak tűnt, és radikálisan új megközelítést igényelt. Itt a dán fizikus, Bor Niels bizonyította magát.
Bohr azt javasolta, hogy a törvényekkel ellentétbenelektrodinamika és mechanika esetén az atomok körüli pályák vannak, amelyek mentén mozognak, és amelyek nem bocsátanak ki elektronokat. A pálya akkor stabil, ha az rajta található elektron mozgásainak pillanatja megegyezik a Planck-állandó felével. Sugárzás fordul elő, de csak egy elektron átmenetének pillanatában az egyik pályáról a másikra. Az összes felszabaduló energiát egy kvantum sugárzás elviszi. Egy ilyen kvantum energiája megegyezik a Planck-állandó által a forgási sebesség szorzatával, vagy az elektron kezdeti és végső energiája közötti különbséggel. Így Bohr kombinálta Rutherford megállapításait és a kvantum elképzelését, amelyet Max Planck 1900-ban javasolt. Egy ilyen unió ellentétes volt a hagyományos elmélet valamennyi rendelkezésével, ugyanakkor nem utasította el teljesen. Az elektronot olyan lényeges pontnak tekintették, amely a klasszikus mechanika törvényei szerint mozog, de csak azok a pályák használhatók, amelyek megfelelnek a „kvantálási feltételeknek”. Ilyen pályákon az elektronenergia fordítottan arányos a pálya számának négyzetével.
A "frekvenciaszabály" alapján Bohr arra a következtetésre jutotthogy a sugárzási frekvenciák arányosak az egész számok inverz négyzetei közötti különbséggel. Korábban ezt a mintát spektroszkópák hozták létre, de elméleti magyarázatot nem találtak. Niels Bohr elmélete lehetővé tette nemcsak a hidrogén (a legegyszerűbb atom), hanem a hélium, ezen belül az ionizált hélium spektrumának magyarázatát. A tudós szemléltette a sejtmag mozgásának hatását és megjósolta, hogy az elektronhéjak hogyan töltődnek be, ami lehetővé tette a Mendeelejev-rendszer elemeinek periodicitásának fizikai jellegét. E fejleményekért 1922-ben Bor Nobel-díjat kapott.
A rutherfordi munka befejeztével a már elismertBohr Niels fizikus visszatért szülőföldjére, ahová 1916-ban meghívást kapott a koppenhágai egyetem professzorává. Két évvel később a Dán Királyi Társaság tagja lett (1939-ben egy tudós vezette).
1920-ban Bohr megalapította az Elméleti Intézetetfizika és vezetője lett. A koppenhágai hatóságok a fizikus érdemeinek elismeréseként ellátták az intézet számára a történelmi "Sörház" épületével. Az Intézet minden elvárásnak megfelelt, kiemelkedő szerepet játszott a kvantumfizika fejlődésében. Érdemes megjegyezni, hogy Bohr személyes tulajdonságai ebben meghatározó jelentőségűek voltak. Tehetséges alkalmazottakkal és hallgatókkal vette körül magát, amelyek határai gyakran láthatatlanok voltak. A Bohr Intézet nemzetközi volt, és mindenki megpróbált beleesni. A borovszki iskola híres emberei: F. Bloch, V. Weisskopf, H. Casimir, O. Bohr, L. Landau, J. Wheeler és még sokan mások.
Verne német tudós többször is felkereste BohrtHeisenberg. Abban az időben, amikor a "bizonytalansági elv" létrejött, Erwin Schrödinger, aki a tiszta hullámú nézet híve volt, Bohrral tárgyalt. Az egykori "Sörfőző Házában" megalakult a huszadik század minőségileg új fizikájának alapja, amelynek egyik kulcsfigurája Niels Bohr volt.
Az atom modellje, amelyet egy dán tudós és övé javasoltmentor Rutherford következetlen volt. Kombinálta a klasszikus elmélet és a hipotézisek egyértelműen ellentmondó hipotéziseit. Ezen ellentmondások kiküszöbölése érdekében radikálisan felül kellett vizsgálni az elmélet főbb rendelkezéseit. Ebben az irányban fontos szerepet játszottak Bohr közvetlen érdemei, tudományos körökben való tekintélye és egyszerűen személyes befolyása. Niels Bohr munkái azt mutatták, hogy a „nagy dolgok világában” sikeresen alkalmazott megközelítés nem lenne alkalmas a mikrokozmosz fizikai képének megszerzésére, és ennek a megközelítésnek egyik megalapítója lett. A tudós olyan fogalmakat vezetett be, mint "a mérési eljárások kontrollálatlan hatása" és "további mennyiségek".
A dán tudós nevéhez valószínűség társul(más néven Koppenhága) a kvantumelmélet értelmezése, valamint számos "paradoxonjának" tanulmányozása. Fontos szerepet játszott itt Bohr beszélgetése Albert Einsteinnel, aki nem szerette Bohr kvantumfizikáját valószínűségi értelmezésben. A dán tudós által megfogalmazott "levelezési elv" fontos szerepet játszott a mikrovilág törvényeinek megértésében és azok kölcsönhatásában a klasszikus (nem kvantum) fizikával.
Miután még Rutherfordban kezdte el a nukleáris fizika tanulmányait,Bohr nagy figyelmet szentelt a nukleáris kérdéseknek. 1936-ban javasolta az összetett mag elméletét, amely hamarosan létrehozta a cseppmodellt, amely jelentős szerepet játszott a maghasadás tanulmányozásában. Különösen Bohr jósolta az uránmagok spontán hasadását.
Amikor a nácik elfogták Dániát, a tudós titokban az voltAngliába, majd Amerikába vitték, ahol fiával, Augéval együtt a Los Alamos-i Manhattan-projekten dolgozott. A háború utáni években Bohr idejének nagy részét atomfegyverek ellenőrzésére és az atomok békés felhasználására fordította. Részt vett egy nukleáris kutatás központjának létrehozásában Európában, és még az ENSZ-hez is eljuttatta ötleteit. Abból a tényből kiindulva, hogy Bohr nem volt hajlandó megvitatni a "nukleáris projekt" egyes kérdéseit a szovjet fizikusokkal, az atomfegyverek monopólium birtoklását veszélyesnek tartotta.
Emellett Niels Bohr, akinek életrajza a végéhez közeledik, a fizikával, különösen a biológiával kapcsolatos kérdések iránt is érdeklődött. A természettudomány filozófiája is érdekelte.
A kiváló dán tudós szívinfarktusban halt meg 1962. október 18-án Koppenhágában.
Niels Bohr, akinek felfedezései természetesenmegváltoztatta a fizikát, hatalmas tudományos és erkölcsi tekintélynek örvendett. A vele folytatott kommunikáció, akár röpke, kitörölhetetlen benyomást tett a beszélgetőtársakra. Bohr beszédéből és írásából kiderült, hogy gondosan választotta szavait, hogy gondolatait a lehető legpontosabban szemléltesse. Vitalij Ginzburg orosz fizikus hihetetlenül finomnak és bölcsnek nevezte Bohrt.
