Niels Bohr - dansk fysiker och offentlig person,en av grundarna av fysiken i dess moderna form. Han var grundare och ledare för Köpenhamns institut för teoretisk fysik, skaparen av världsvetenskapsskolan och även en utländsk medlem av USSR Academy of Sciences. Denna artikel kommer att undersöka Niels Bohrs livshistoria och hans viktigaste framsteg.
Den danska fysikern Bohr Nils grundade atomteorin,som är baserad på atomens planetmodell, kvantrepresentationer och de postulat som han personligen föreslog. Dessutom kom Bohr ihåg för sitt viktiga arbete med teorin om atomkärnan, kärnreaktioner och metaller. Han var en av deltagarna i skapandet av kvantmekanik. Förutom utvecklingen inom fysikområdet har Bohr ett antal verk om filosofi och naturvetenskap. Forskaren kämpade aktivt med atomhotet. 1922 tilldelades han Nobelpriset.
Framtida forskare Niels Bohr föddes i stadenKöpenhamn 7 oktober 1885. Hans far Christian var professor i fysiologi vid ett lokalt universitet och Ellens mamma kom från en rika judisk familj. Niels hade en yngre bror, Harald. Föräldrar försökte göra sina söner barndom glada och händelserika. Familjens positiva inflytande, och särskilt mamman, spelade en avgörande roll i bildandet av deras andliga egenskaper.
Bohr fick grundutbildning iHammelholmskolan. Under sina skolår var han förtjust i fotboll och senare - skidåkning och segling. Vid tjugotre examen tog Bohr examen från Köpenhamns universitet, där han ansågs vara en ovanligt begåvad forskningsfysiker. Nils tilldelades en guldmedalj från Kungliga danska vetenskapsakademin för sitt examensarbete för att bestämma ytans spänning med vatten med hjälp av vibrationerna i en vattenström. Efter utbildningen förblev den första fysikern, Bohr Niels, på universitetet. Där genomförde han ett antal viktiga studier. En av dem ägnades åt den klassiska elektroniska teorin om metaller och bildade grunden för Bohrs doktorsavhandling.
En gång till presidenten för Royal Academy,Ernest Rutherford, en kollega från Köpenhamns universitet bad om hjälp. Den senare avsåg att ge sin student lägsta betyg, medan den senare tyckte att han förtjänade ett utmärkt betyg. Båda parterna i tvisten kom överens om att förlita sig på yttrandet från en tredje part, en viss skiljedomare, som blev Rutherford. Enligt examensfrågan var studenten tvungen att förklara hur en byggnads höjd kunde bestämmas med hjälp av en barometer.
Studenten svarade att för detta måste du bindabarometer till ett långt rep, klättra med det till taket på byggnaden, sänk ner det till marken och mät längden på repet som gick ner. Å ena sidan var svaret helt korrekt och fullständigt, men å andra sidan hade det lite att göra med fysik. Då föreslog Rutherford att studenten skulle försöka svara igen. Han gav honom sex minuter och varnade honom för att svaret måste illustrera en förståelse för fysiska lagar. Fem minuter senare, efter att ha hört från studenten att han valde det bästa av flera lösningar, bad Rutherford honom att svara före schemat. Den här gången föreslog studenten att klättra upp på taket med en barometer, kasta ner den, mäta hösttiden och ta reda på höjden med en speciell formel. Detta svar tillfredsställde läraren, men han och Rutherford kunde inte förneka sig själva nöjet att lyssna på resten av elevens versioner.
Nästa metod baserades på att mäta höjdenbarometrets skugga och byggnadens skugga, följt av proportionen. Detta alternativ glädde Rutherford, och han bad entusiastiskt eleven att lyfta fram de återstående metoderna. Då erbjöd eleven honom det enklaste alternativet. Allt du behövde göra var att sätta barometern på byggnadens vägg och göra märken och sedan räkna antalet märken och multiplicera dem med barometerns längd. Studenten ansåg att ett sådant uppenbart svar definitivt inte borde förbises.
För att inte betraktas som en joker i forskarnas ögon,studenten erbjöd det mest sofistikerade alternativet. Efter att ha bundit en snöre till barometern, sa han, måste du svänga den vid byggnadens bas och på taket och frysa tyngdkraften. Från skillnaden mellan erhållna data kan du, om så önskas, ta reda på höjden. Dessutom kan du bestämma höjden från precessionstiden genom att svänga pendeln på en snöra från byggnadens tak.
Slutligen föreslog studenten att hitta en chefbyggnader och i utbyte mot en underbar barometer för att ta reda på hans höjd. Rutherford frågade om studenten verkligen inte kände till den allmänt accepterade lösningen på problemet. Han döljde inte att han visste, men erkände att han var trött på att lärare införde sitt sätt att tänka på avdelningarna, i skolan och på college och avvisade icke-standardiserade lösningar. Som du kanske har gissat var den här studenten Niels Bohr.
Efter att ha arbetat vid universitetet i tre år flyttade Bortill England. Det första året arbetade han i Cambridge med Joseph Thomson och flyttade sedan till Ernest Rutherford i Manchester. Rutherfords laboratorium vid den tiden ansågs vara det mest framstående. Nyligen har det varit värd för experiment som gav upphov till upptäckten av atomens planetmodell. Mer exakt var modellen då fortfarande i sin linda.
Experiment med att passera alfapartiklar genom folietillät Rutherford att inse att i atomens centrum finns en liten laddad kärna, som knappt står för hela atommassan, och ljuselektroner finns runt den. Eftersom atomen är elektriskt neutral måste summan av elektronladdningarna vara lika med kärnladdningens modul. Slutsatsen att kärnkraftsladdningen är en multipel av elektronladdningen var central för denna studie, men hittills förblev oklar. Men isotoper identifierades - ämnen som har samma kemiska egenskaper men olika atommassor.
Arbetade i Rutherfords laboratorium, insåg Bohr detkemiska egenskaper beror på antalet elektroner i atomen, det vill säga på dess laddning, inte massa, vilket förklarar förekomsten av isotoper. Detta var Bohrs första stora prestation i detta laboratorium. Eftersom alfapartikeln är en heliumkärna med en laddning av +2, under alfa-sönderfall (partikeln flyger ut ur kärnan), bör "under" -elementet i det periodiska systemet placeras två celler till vänster än "föräldern", och i beta-sönderfall (elektronen flyger ut från kärnan) - en cell till höger. Så bildades "lagen om radioaktiva förskjutningar". Vidare gjorde den danska fysikern ett antal viktigare upptäckter som berör själva atommodellen.
Denna modell kallas också planetarisk, för i denelektroner kretsar kring kärnan precis som planeter runt solen. Denna modell hade ett antal problem. Faktum är att atomen i den var katastrofalt instabil och förlorade energi på hundra miljondels sekund. I verkligheten hände detta inte. Problemet som uppstod verkade olösligt och krävde ett helt nytt tillvägagångssätt. Här visade den danska fysikern Bor Niels sig.
Bohr föreslog det, i strid med lagarnaelektrodynamik och mekanik, atomer har banor som rör sig längs vilka elektroner inte avger. Banan är stabil om vinkelmomentet hos elektronen som är placerad på den är lika med hälften av Plancks konstant. Strålning inträffar, men endast vid övergången av en elektron från en bana till en annan. All energi som frigörs i detta fall transporteras bort av strålningskvantumet. En sådan kvant har en energi som är lika med produkten av rotationsfrekvensen och Plancks konstant, eller skillnaden mellan elektronens initiala och slutliga energi. Således kombinerade Bohr Rutherfords idéer och tanken på quanta, som föreslogs av Max Planck 1900. En sådan union motsäger alla bestämmelser i den traditionella teorin, och samtidigt avvisade den inte helt. Elektronen ansågs som en materiell punkt som rör sig enligt mekanikens klassiska lagar, men endast de banor som uppfyller "kvantiseringsvillkoren" är "tillåtna". I sådana banor är energierna hos en elektron omvänt proportionell mot kvadraterna i omloppsnumren.
Baserat på "frekvensregeln", avslutade Bohratt strålningsfrekvenserna är proportionella mot skillnaden mellan de inversa kvadraten av heltal. Tidigare fastställdes detta mönster av spektroskopister, men hittade ingen teoretisk förklaring. Niels Bohrs teori gjorde det möjligt att förklara spektrumet av inte bara väte (det enklaste av atomer) utan också helium, inklusive joniserat helium. Vetenskapsmannen illustrerade påverkan av kärnrörelser och förutspådde hur elektronskalen fylls, vilket gjorde det möjligt att avslöja den fysiska karaktären av elementens periodicitet i Mendeleev-systemet. För denna utveckling tilldelades Bor 1922 Nobelpriset.
Efter avslutat arbete på Rutherford, den redan erkändafysikern Bohr Niels återvände till sitt hemland, där han 1916 bjöds in som professor vid Köpenhamns universitet. Två år senare blev han medlem i det danska kungliga samhället (1939 ledde forskaren det).
1920 grundade Bohr Institute for Theoreticalfysik och blev dess ledare. Köpenhamns myndigheter, som ett erkännande av fysikens meriter, försåg honom byggnaden av det historiska "Bryggeriets hus" för institutet. Institutet uppfyllde alla förväntningar och spelade en enastående roll i utvecklingen av kvantfysik. Det bör noteras att Bohrs personliga egenskaper var av avgörande betydelse i detta. Han omringade sig med begåvade medarbetare och studenter, vars gränser ofta var osynliga. Bohr-institutet var internationellt och alla försökte falla in i det. Bland de kända personerna från Borovsk-skolan finns: F. Bloch, V. Weisskopf, H. Casimir, O. Bohr, L. Landau, J. Wheeler och många andra.
Den tyska forskaren Verne besökte Bohr mer än en gångHeisenberg. Vid den tidpunkt då "osäkerhetsprincipen" skapades diskuterade Erwin Schrödinger, som var en anhängare av den vågiga synvinkeln, med Bohr. I det tidigare "Bryggeriets hus" bildades grunden för en kvalitativ ny fysik från 1900-talet, en av nyckelpersonerna var Niels Bohr.
Atommodellen, föreslagen av en dansk forskare och hansmentor Rutherford, har varit inkonsekvent. Hon kombinerade postulaten i den klassiska teorin och hypoteser som tydligt motsäger henne. För att eliminera dessa motsägelser var det nödvändigt att radikalt revidera teoriens grundläggande bestämmelser. I denna riktning spelades en viktig roll av Bohrs direkta meriter, hans auktoritet i vetenskapliga kretsar och helt enkelt personligt inflytande. Niels Bohrs verk visade att metoden som framgångsrikt tillämpats på ”stora tingens värld” inte är lämplig för att få en fysisk bild av mikrovärlden, och han blev en av grundarna av detta tillvägagångssätt. Forskaren introducerade begrepp som "okontrollerat inflytande av mätförfaranden" och "ytterligare kvantiteter".
Namnet på den danska forskaren är förknippad med en sannolikhet(aka Köpenhamn) tolkning av kvantteori, liksom studiet av dess många "paradoxer". En viktig roll här spelades av Bohrs diskussion med Albert Einstein, som inte gillade Bohrs kvantfysik i den probabilistiska tolkningen. ”Korrespondensprincipen” som den danska forskaren formulerade spelade en viktig roll för att förstå mikrovärldens lagar och deras interaktion med klassisk (icke-kvant) fysik.
Efter att ha börjat studera kärnfysik medan han fortfarande var i Rutherford,Bohr ägde stor uppmärksamhet åt kärnkraftsfrågor. Han föreslog 1936 teorin om den sammansatta kärnan, som snart gav upphov till droppmodellen, som spelade en viktig roll i studien av kärnklyvning. I synnerhet förutspådde Bohr spontan klyvning av urankärnor.
När nazisterna erövrade Danmark var det vetenskapsmannen i hemlighetfördes till England och sedan till Amerika, där han arbetade med sin son Oge på Manhattan-projektet i Los Alamos. Under efterkrigstiden ägde Bohr mycket av sin tid åt kärnvapenkontroll och fredlig användning av atomer. Han deltog i skapandet av ett centrum för kärnkraftsforskning i Europa och riktade till och med sina idéer till FN. Utgående från det faktum att Bohr inte vägrade att diskutera vissa aspekter av "kärnkraftsprojektet" med sovjetiska fysiker, ansåg han monopolinnehav av atomvapen farligt.
Dessutom var Niels Bohr, vars biografi närmar sig sitt slut, också intresserad av frågor relaterade till fysik, särskilt biologi. Han var också intresserad av naturvetenskapens filosofi.
Den enastående danska forskaren dog av en hjärtattack den 18 oktober 1962 i Köpenhamn.
Niels Bohr, vars upptäckter naturligtvisbytte fysik, åtnjöt stor vetenskaplig och moralisk auktoritet. Kommunikationen med honom, till och med en flyktig, gjorde ett outplånligt intryck på samtalspartnerna. Det framgick av Bohrs tal och skrift att han var noga med att välja sina ord för att illustrera sina tankar så exakt som möjligt. Den ryska fysikern Vitaly Ginzburg kallade Bohr otroligt känslig och klok.
