Fizicianul danez Bor Niels: biografie, descoperiri

Niels Bohr este fizician și public danez, unul dintre fondatorii fizicii în forma modernă. El a fost fondatorul și directorul Institutului de Fizica Teoretica din Copenhaga, creatorul școlii științifice din lume, precum și un membru străin al Academiei de Științe a URSS. Acest articol va examina povestea vieții lui Niels Bohr și principalele sale realizări.

merit

Fizicianul danez Bohr Nils a fondat teoria atomului, care se bazează pe modelul planetar al atomului, pe delimitarea cuantică și pe postulatele oferite personal. În plus, Bohr a fost amintit de o lucrare importantă privind teoria nucleului atomic, a reacțiilor nucleare și a metalelor. El a fost unul dintre participanții la crearea mecanicii cuantice. În plus față de lucrul în domeniul fizicii, Bohr are o serie de lucrări despre filozofie și științe naturale. Omul de știință sa luptat activ cu amenințarea atomică. În 1922 a primit Premiul Nobel.

copilărie

Viitorul om de știință Niels Bohr sa născut la Copenhaga pe 7 octombrie 1885. Tatăl său, Christian, a fost profesor de fiziologie la o universitate locală, iar mama lui Ellen a venit dintr-o familie evreiască bogată. Nils avea un frate mai mic, Harald. Părinții au încercat să facă fericirea și bogăția copiilor lor. Influența pozitivă a familiei, în special a mamei, a jucat un rol crucial în dezvoltarea calităților spirituale.

formare

El a primit educația primară la școala Gammelholm. În anii de școală a fost iubit de fotbal, iar mai târziu - schi și navigație. În douăzeci și trei de ani, Bohr a devenit absolvent al Universității din Copenhaga, unde a fost privit ca un fizician neobișnuit de talentat și de cercetător. Pentru proiectul său teza privind definirea tensiunii superficiale a apei printr-un jet de apă vibrații, Niels a primit o medalie de aur de la Royal Danish Academia de Științe. După ce a primit educație, fizicianul începător Bohr Niels a rămas la universitate. Acolo a efectuat o serie de studii importante. Una dintre ele a fost dedicată teoriei electronice clasice a metalelor și a constituit baza tezei de doctorat a lui Bohr.

Gândirea non-standard

Odată ajuns la președintele Academiei Regale, Ernest Rutherford, a cerut ajutorul unui coleg de la Universitatea din Copenhaga. Acesta din urmă intenționa să-i dea studentului cel mai mic scor, în timp ce el credea că merită să fie evaluat "excelent". Ambele părți în litigiu au convenit să se bazeze pe opinia unei terțe persoane, un arbitru, care a devenit Rutherford. Potrivit întrebărilor de la examen, studentul a trebuit să explice cum poate fi folosit un barometru pentru a determina înălțimea clădirii.

Studentul a răspuns că pentru asta trebuie să legați barometrul de o coardă lungă, să urcați pe acoperișul clădirii, să-l coborâți la sol și să măsurați lungimea coardei care a coborât. Pe de o parte, răspunsul a fost absolut corect și complet, dar, pe de altă parte, nu avea prea multe în comun cu fizica. Apoi Rutherford a sugerat că studentul din nou încearcă să răspundă. El ia dat șase minute și a avertizat că răspunsul ar trebui să ilustreze înțelegerea legilor fizice. Cinci minute mai târziu, când a auzit de la student că alege cel mai bun dintre mai multe soluții, Rutherford ia cerut să răspundă înainte de termen. De data aceasta studentul sa oferit să urce de la barometru până la acoperiș, să-l lase jos, să măsoare timpul căderii și, folosind o formulă specială, să afle înălțimea. Acest răspuns îi satisfăcea pe profesor, dar el și Rutherford nu se puteau lepăda de plăcerea de a asculta celelalte versiuni ale elevului.

Următoarea metodă a fost bazată pe măsurarea altitudinii și barometru înălțimea clădirii umbra umbra, urmată de o proporție soluție. Această opțiune la plăcut pe Rutherford, iar el a cerut cu entuziasm elevului să acopere căile rămase. Apoi studentul ia oferit cea mai simplă opțiune. Doar nevoie pentru a pune un barometru pe peretele clădirii și să facă notițe, iar apoi a contoriza numărul de mărci, și le înmulțește cu lungimea barometrului. Studentul a crezut că un astfel de răspuns evident nu poate fi trecut cu vederea.

Pentru a nu fi văzut în ochii oamenilor de știință ca un joker, studentul a oferit cea mai sofisticată opțiune. Legarea barometrul la dantelă - el mi-a spus - trebuie să-l scuture de la baza clădirii și pe acoperiș, cantitatea de greutate congelate. Din diferența dintre datele primite, dacă doriți, puteți afla înălțimea. În plus, pendulul swinging pe un șir de acoperiș, este posibil să se determine înălțimea perioadei precesie.

În cele din urmă, studentul a oferit să găsească managerul clădirii și în schimbul unui barometru minunat pentru a afla de la el înălțimea. Rutherford a întrebat dacă elevul nu cunoaște soluția general acceptată a problemei. El nu a ascuns că el știa, dar a recunoscut că el este alimentat cu profesori de impunere a modului lor de gândire secții în școală și colegiu, și respingerea soluțiilor non-standard. Așa cum ați fi ghicit, acest student a fost Niels Bohr.

Mutarea în Anglia

După ce a lucrat la universitate timp de trei ani, Bor sa mutat în Anglia. Primul an a lucrat la Cambridge cu Joseph Thomson, apoi sa mutat la Ernest Rutherford din Manchester. La acel moment, laboratorul lui Rutherford a fost considerat cel mai remarcabil. Recent, au fost efectuate experimente în el, care au dus la descoperirea modelului planetar al atomului. Mai exact, modelul se afla încă în stadiul de formare.

Experimentele privind trecerea particulelor alfa printr-o folie de permis Rutherford să realizeze că în centrul unui atom este un nucleu mic încărcat, care reprezintă aproape întreaga masă a atomului și electronii sunt aranjate în jurul plămânilor. Deoarece atomul este neutru din punct de vedere electric, suma încărcărilor electronice trebuie să fie egală cu modulul de încărcare nucleară. Concluzia că încărcarea nucleară este un multiplu al încărcăturii electronice a fost centrală pentru acest studiu, dar până în prezent a rămas neclar. Dar izotopii au fost descoperiți - substanțe care au aceleași proprietăți chimice, dar masa atomică diferită.

Număr atomic de elemente. Legea deplasării

Lucrând în laboratorul lui Rutherford, Bohr a dat seama că proprietățile chimice depind de numărul de electroni dintr-un atom, adică, din însărcinarea lui și nu masele, ceea ce explică existența izotopilor. Aceasta a fost prima realizare importantă a lui Bohr în acest laborator. Deoarece particula alfa pune un nucleu de heliu cu o sarcină de 2 prin dezintegrării alfa (particula este emisă din miez) elementul „fiică“ din tabelul periodic se plasează pe partea stângă a două celule decât „mamă“, iar dezintegrarea beta (electroni emiși din nucleul) - în dreapta unei celule. Astfel sa format "legea deplasărilor radioactive". Apoi, fizicianul danez a făcut o serie de descoperiri mai importante care se refereau la modelul atomului.

Modelul Rutherford-Bohr

Acest model este de asemenea numit planetar, deoarece în el electronii se învârt în jurul nucleului la fel ca planetele din jurul Soarelui. Un astfel de model a avut o serie de probleme. Faptul este că atomul din el a fost instabil catastrofic și a pierdut energia pentru o sută de milioane de secundă. În realitate, acest lucru nu sa întâmplat. Problema pare a fi insolvabilă și necesită o abordare radical nouă. Aici sa arătat fizicianul danez Bor Niels.

Bor a sugerat că, contrar legilor electrodinamicii și mecanicii, orbite in atomi se deplasează la care electronii nu radieze. Orbita este stabilă dacă impulsul angular al electronului situat pe ea este egal cu jumătate din constanta Planck. Se produce radiații, dar numai în momentul trecerii unui electron dintr-o orbită în alta. Toată energia care este eliberată este dusă de o cantitate de radiații. Un astfel de fotoni are o energie egală cu produsul frecvenței de rotație prin constanta lui Planck, sau diferența dintre energia inițială și finală de electroni. Astfel, Bohr a combinat realizările lui Rutherford și ideea de quanta, care a fost propusă de Max Planck în 1900. O astfel de unificare a contrazis toate dispozițiile teoriei tradiționale și, în același timp, nu a respins-o complet. Electron a fost considerat ca un punct material, care se deplasează în conformitate cu legile clasice ale mecanicii, dar „permise“ sunt doar acele orbite care transporta „condiții de cuantificare“. Pe astfel de orbite, energiile electronilor sunt invers proporționale cu pătratele numerelor de pe orbită.

Derivarea din "regula de frecvență"

Bazat pe „regula frecvențelor“, Bor a concluzionat că frecvența de radiație este proporțională cu pătrate inverse a diferenței dintre numere întregi. Anterior, acest model a fost stabilit de spectroscopiști, dar nu a găsit o explicație teoretică. Teoria lui Niels Bohr a permis să explice spectrul nu numai de hidrogen (atomi de simple), dar heliu, inclusiv ionizat. Om de știință sodvizheniya ilustrează efectul miezului și pentru a anticipa coji de electronice sa umplut, care au relevat natura fizică a periodicității sistemului periodic al elementelor. Pentru aceste evoluții, în 1922 Bohr a primit Premiul Nobel.

Institutul Bora

După finalizarea lucrărilor la Rutherford, fizicianul recunoscut Bo Nils sa întors în patria sa, unde a fost invitat în 1916 de un profesor la Universitatea din Copenhaga. Doi ani mai târziu a devenit membru al Societății Daneze Regale (în 1939, savantul la condus).

În 1920, Bohr a fondat Institutul de Fizică Teoretică și a devenit liderul său. Autoritățile de la Copenhaga, ca recunoaștere a realizărilor fizicianului, i-au oferit o clădire pentru Institutul istoric "Casa Pivovarului". Institutul a îndeplinit toate așteptările, jucând un rol deosebit în dezvoltarea fizicii cuantice. Merită remarcat faptul că calitățile personale ale lui Bohr au jucat un rol decisiv în acest sens. El sa înconjurat cu colaboratori și studenți talentați, limitele dintre care erau adesea invizibile. Institutul din Bora era internațional, căuta să cadă de pretutindeni. Printre celebrul nativii școală Bohr sunt: ​​F. Bloch, V. Weisskopf, H. Casimir, Aage Bohr, L. Landau, J. Wheeler și multe altele ..

Pentru Bohr, omul de știință german Verne Heisenberg nu a venit o dată. Într-un moment în care a fost creat "principiul incertitudinii", Bohr a discutat Erwin Schrodinger, care a susținut punctul de vedere pur al undelor. În fosta „Casa Brewer,“ au format bazele pentru noi calitativ fizicii secolului XX, una dintre figurile cheie ale care a fost Niels Bohr.

Modelul atomului, propus de omul de știință danez și mentorul său Rutherford, era inconsecvent. A combinat postulatele teoriei și ipotezelor clasice, care sunt în mod clar contradictorii cu ea. Pentru a elimina aceste contradicții, a fost necesară revizuirea radicală a principalelor teze ale teoriei. În această direcție, serviciile directe ale lui Bohr, autoritatea sa în comunitatea științifică și influența sa personală au jucat un rol important. Munca lui Niels Bohr a arătat că pentru a obține imaginea fizică a Microworld nu este adecvată abordare a fost aplicată cu succes la „lumea de lucruri mari“, iar el a devenit unul dintre pionierii acestei abordări. Cercetătorul a introdus astfel de concepte ca "influența necontrolată a procedurilor de măsurare" și "valori suplimentare".

Teoria cuantică din Copenhaga

Cu numele unui om de știință danez, probabilistic (probabil) Copenhaga) teoria cuantică, precum și studierea numeroaselor sale "paradoxuri". Un rol important aici a fost jucat de discuția lui Bohr cu Albert Einstein, care nu ia plăcut fizica cuantică a lui Bohr în interpretarea probabilistică. „Principiul Corespondența“, formulată de omul de știință danez, a jucat un rol important în înțelegerea legilor Microworld și interacțiunea acestora cu (non-cuantică) fizica clasică.

Subiecte nucleare

A început să se angajeze în fizica nucleară este încă în Rutherford, Bohr a consacrat o mulțime de atenție la subiecte nucleare. El a propus în 1936 teoria nucleului compus, a dat în curând naștere la modelul de cădere, care a jucat un rol semnificativ în studiul fisiune de nuclee. În special, Bohr deține predicția de fisiune spontană a nucleelor ​​de uraniu.

Când naziștii au ocupat Danemarca, omul de știință a fost adus în secret în Anglia și apoi în America, în cazul în care, împreună cu fiul său Aage a lucrat la proiectul Manhetennskim la Los Alamos. În anii postbelici, Bohr a petrecut mult timp în chestiuni legate de controlul armelor nucleare și de utilizarea pașnică a atomilor. El a participat la crearea Centrului pentru cercetare nucleară în Europa și chiar a tratat ideile sale la ONU. Plecând de la faptul că Bohr nu a refuzat să discute anumite aspecte ale "proiectului nuclear" cu fizicienii sovietici, el a considerat periculos posesia monopolului de arme atomice.

Alte domenii ale cunoașterii

În plus, Niels Bohr, a cărui biografie se apropie de final, a fost interesată, de asemenea, de întrebări legate de fizică, în special de biologie. El a fost, de asemenea, interesat de filozofia științei naturale.

Un om de știință danez remarcabil a murit în urma unui atac de cord la 18 octombrie 1962, la Copenhaga.

concluzie

Niels Bohr, ale cărui descoperiri, desigur, au schimbat fizica, s-au bucurat de o mare autoritate științifică și morală. Comunicarea cu el, chiar și trecătoare, a făcut o impresie de neșters pe interlocutori. Prin discursul și scrisoarea lui Bohr era evident că selectează cu grijă cuvintele pentru a-și ilustra gândurile cât mai exact cu putință. Fizician rus Vitaly Ginzburg numit Bora incredibil de delicat și înțelept.