Начиная с 1944 года Нильс Бор включается в активную политическую борьбу. Bor_1 Нильс Бор относится к тем выдающимся людям, великим ученым, которые повлияли на судьбы мира.
Откройте свой Мир!
Он оставался в Манчестере с осени 1914 года до лета 1916 года. В это время он пытался распространить свою теорию на многоэлектронные атомы, однако скоро зашёл в тупик. Уже в сентябре 1914 года он писал: Для систем, состоящих из более чем двух частиц, нет простого соотношения между энергией и числом обращений, и по этой причине соображения, подобные тем, которые я использовал ранее, не могут быть применены для определения «стационарных состояний» системы. Я склонен полагать, что в этой проблеме скрыты очень значительные трудности, которые могут быть преодолены лишь путём отказа от обычных представлений в ещё большей степени, чем это требовалось до сих пор, и что единственной причиной достигнутых успехов является простота рассмотренных систем [27]. В 1914 году Бор сумел частично объяснить расщепление спектральных линий в эффектах Штарка и Зеемана , однако ему не удалось получить расщепление более чем на два компонента. 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.
Бывало, что по вечерам Бор сетовал своим ученикам на утомлённость, с которыми, между прочим, знаменитый академик до самой старости был в тёплых дружеских отношениях. В такие дни юные студенты заботливо водили своего профессора в кино на сеансы американских кинолент. Бывает, что учёные и академики отличаются недоброжелательностью и отрешённостью. Но только не Нильс Бор! Датчанин обладал неутомимым темпераментом, был добрым и отзывчивым человеком. Многие современники отзывались о Боре как о преданном товарище с прекрасным чувством юмора.
Он умел разрядить самую напряжённую обстановку и никогда не чурался общества. О многочисленных шутках датчанина рассказывал и другой знаменитый физик, президент Королевской академии наук, профессор Эрнест Резерфорд, который был одним из учителей Нильса Бора. Позднее они близко сдружились — до такой степени, что Бор провёл часть своего свадебного путешествия в гостях у Резерфорда. После женитьбы с Маргарет Нёрлдунд Резерфорды и Боры стали дружить семьями. Несмотря на замечательное чувство юмора и добродушие, на публике Бор не чувствовал себя столь же уверенно, как в кругу товарищей. Современники признавались, что Бор настолько смущался во время публичных выступлений, что его речи становились скомканными и непонятными. Кстати, его брат Харальд был превосходным лектором.
Нильс Бор обладал и пытливым умом. Он с энтузиазмом брался за любое новое дело, тематика которого была ему незнакома.
Чтобы частицы стали связанными, или запутанными, они должны были когда-то провзаимодействовать. Например, они могли образоваться в результате распада одной частицы. Даже если их после этого взаимодействия разнести на любое расстояние, изменение одной частицы мгновенно, быстрее скорости света, повлечет за собой изменение другой. Эйнштейн не соглашался с квантовой теорией. По его мнению, весь мир должен был подчиняться классической физике, а значит, ничто не должно превышать скорости света. Посему мгновенное изменение состояния частицы, удаленной на сотни или тысячи километров только из-за случайной запутанности просто невозможно.
На это Нильс Бор, сторонник квантовой механики, ответил ему: «Эйнштейн, перестань указывать Богу, что он должен делать со своими игральными костями! Этот спор в 60-х годах был переформулирован на язык эксперимента британским теоретиком Джоном Беллом. Согласно его теории, проверить наличие или отсутствие скрытых механизмов квантовой запутанности, можно было при помощи специальной формулы она названа неравенством Белла , которая определяет, носят ли предсказания квантовой механики вероятностный характер на фундаментальном уровне, или же могут быть объяснены наличием каких-либо неизвестных скрытых параметров.
Как писал Гейзенберг, «Волна вероятности означала количественное выражение старого понятия «потенция» аристотелевской философии. Она ввела странный вид физической реальности, который находится приблизительно посредине между возможностью и действительностью. Бор допускал, что непредопределенная редукция квантового состояния может быть связана с проблемой свободы воли. Гейзенберг и Бор в Копенгагене, 1934г.
Удивительно, что Бор, при его выраженном интересе к философским аспектам физики, никогда не высказывался о том чуде, в самом центре которого он находился — раскрывающейся познаваемости вселенной. Это тем более удивительно, что его главные собеседники на этом поле не скрывали своего изумленного восхищения как тем познанием, что уже было, так и тем, что творилось на их глазах и ими самими. Тут загадка личности Нильса Бора, и мы можем высказать лишь ее предположительное разрешение. Не только в своих статьях, публичных выступлениях, но и в частных беседах Бор избегал всего мистического и чудесного. Если он и использовал слово mystery тайна , то лишь в смысле загадки, а не указания на трансцендентное, слово же miracle, кажется, вообще не употреблял. Слово «Бог» он произносил лишь тогда, когда его к тому вынуждали, притом никогда — письменно. Даже и устных высказываний такого рода известно лишь два.
Первое — в ответ Эйнштейну на его «Бог не играет в кости» Бор заметил, «Вы не должны решать за Провидение, что оно может или не может делать. Вот как ответил Бор: «…мне, как и Дираку, чужда идея личностного бога. Но прежде всего надо уяснить себе, что в религии язык используется совершенно иначе, чем в науке. Язык религии родственнее скорее языку поэзии, чем языку науки. Люди слишком склонны думать, что если дело науки — информация об объективном положении вещей, а поэзии —пробуждение субъективных чувств, то религия, раз она говорит об объективной истине, должна подлежать научным критериям истинности.
Новость детально
| Исследование Нильса Бора: теоретик и создатель современной физики | Датский физик Нильс Бор 28 февраля 1913 года предложил свою теорию строения атома, в которой электрон в атоме не подчиняется законам классической физики. |
| Исторические хроники. Великие умы мира. Нильс Бор | В 1939 году Нильс Бор сделал открытие, изменившее мир навсегда. |
| Бор Нильс. Книги онлайн | 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. |
| Нильс Бор, физика, Нобелевская премия | Журнал ПАРТНЕР | В 1901 году немецкий ученый получил премию за открытие излучения, которое носит его имя. |
Исторические хроники. Великие умы мира. Нильс Бор
Нильс Хендрик Давид Бор Родился 7 октября 1885 года, Копенгаген, Дания Умер 18 ноября 1962 года, Копенгаген, Дания. В 1939 году Нильс Бор сделал открытие, изменившее мир навсегда. Нильс Хенрик Давид Бор (дат – Самые лучшие и интересные новости по теме: Истории, факты, физики на развлекательном портале 26 января 1939 года на конференции по теоретической физике в Вашингтоне Нильс Бор сообщил об открытии деления урана.
Так рождалась квантовая физика. Hильс Бор в Институте физических проблем Академии наук СССР
В начале встречи Бор нервничал, вспоминал Терлецкий, и у него слегка дрожали руки. Видимо, Бор понял, что впервые напрямую имеет дело с представителями советского правительства и настало время выполнить принятное им и другими физиками решение поделиться секретами атомной бомбы с международным сообществом ученых и советскими физиками. После первой встречи с Василевским на приеме в нашем посольстве 6 ноября 1945 года Бор предпочел вести разговор по научным вопросам только с Терлецким. Выбора не было, и пришлось санкционировать встречу Терлецкого и Бора наедине с участием переводчика. Вопросы для беседы с Бором были подготовлены заранее Курчатовым и Кикоиным. Разумеется, писать о попытке якобы вербовки Бора со стороны Василевского могут лишь совершенно некомпетентные люди — Чиков, Геворкян и др. Речь шла, как видно из опубликованных документов, о перепроверке порученной ранее разведывательной информации со стороны виднейшего ученого, симпатизировавшего Советскому Союзу. Тсрлецкий сказал Бору, что его тепло вспоминают в Московском университете, передал ему рекомендательное письмо и подарки от Капицы, привет от Иоффе и других советских ученых, поблагодарил за готовность проконсультировать советских специалистов по атомной программе. Бор ответил на вопросы о методах получения в США урана, диффузионном и масс-спектрографическом, о комбинации этих методов, каким образом достигается большая производительность при масс-спектрографическом методе. Он сообщил, что в США все котлы работают с графитовыми модераторами, так как производство тяжелой воды требует колоссального количества электроэнергии. Терлецкий получил ответы на целый ряд принципиально важных вопросов, в том числе о плутонии-240, о нем в официальном докладе Смита, полученном нами от Бора и из США, не было ни слова.
Встреча, по мнению Курчатова, имела важное значение для верификации нашими специалистами имевшихся у разведки нескольких сотен отчетов и трудов Ферми, Сциларда, Бете, Оппенгеймера и других зарубежных ученых. Было рассмотрено, как вспоминает Квасников, 690 научных материалов. Джек Сарфатти, физик-теоретик, ученик одного из создателей атомной бомбы Х. Бете, также считает, что ответы Бора содержали важную стратегическую информацию по созданию ядерного оружия. Знаменательно, что Бор формально поставил в известность английскую спецслужбу о встрече и беседе с советскими специалистами по атомной программе, передаче русским доклада комиссии Смита, но вместе с тем он умолчал о характере заданных ему вопросов. Таким образом, западные спецслужбы до ареста Фукса не имели представления о том, что принципиально важные вопросы создания атомного оружия нам уже известны. Между прочим, Сцилард сразу же после атомных взрывов в Японии предсказал, что Советский Союз через 2—3 года создаст свое ядерное оружие. А Бор тогда же выступил за установление международного контроля за использованием атомной энергии. После успешной поездки Терлецкого у меня сложились дружеские отношения с Курчатовым, Алихановым и Кикоиным. Мы с женой провели несколько выходных дней с ними и их женами в правительственном доме отдыха.
В нашей квартире недалеко от Лубянки мы устроили несколько обедов для ученых. В ряде публикаций по истории создания атомного оружия в нашей стране участие в решении этой проблемы наших органов госбезопасности, а также работа отдела «С» искажаются. Например, В. Барковский, ветеран нашей внешней разведки, учавствовавший под руководством резидента Горского в агентурных операциях в Англии 1941—1945 годов, утверждает, что отдел «С» вообще никакой полезной работы не выполнял как внутри страны, так и за рубежом. Между тем, наш аппарат еще до испытания атомного оружия американцами в июне 1945 года вывез с семьями из Германии видных немецких ученых: Нобельского лауреата Г. Герца, профессоров Р. До-пеля, М. Вольмера, Г. Позе, П. Тиссена — всего около двухсот специалистов, включая 33 докторов наук и 77 инженеров.
С виднейшими немецкими физиками в течение нескольких лет работали такие ассы советской разведки, как нелегал Парпаров, исключительно результативный разведчик в тылу немцев полковник Михеев. Под Москвой, в Малоярославце-10 — сейчас Обнинск — под нашим контролем был создан укомплектованный немецкими специалистами секретный центр по разработке, добыче и обогащению урановой руды и металлургии урана. Наши оперативные работники доставили на север Челябинской области немецких физиков-ядерщиков, имевших международную известность: Г. Борна, Р. Ром-пе, К. Циммера и других. Важная работа выполнялась Нобелевским лауреатом Г.
Ученые физики решили описать их внутриатомное движение и положение.
Было сделано заключение, что строение атома — это прежде всего планетарная система: ядро с вращающимися вокруг него по орбитам электронами. Так вот, хотя электроны капризны в выборе орбит, Нильс Бор был первым, кому удалось понять их правила игры, и эти правила игры включали в себя принципы зарождающейся квантовой механики. Прежде всего Бор предположил, что электроны имеют определенные значения энергии и занимают только конкретные орбиты. Любое промежуточное значение для них закрыто. Это представляет собой больше лестницу, чем склон: электроны могут находиться только на ступенях и никогда в их промежутках. Позже формулировки этой парадигмы Бор получил спектр атома водорода. Здесь каждой линии частоты испускаемого света соответствовал переход электрона с одной орбиты на другую, меньшую. Фактически Бор открыл закон квантования энергии.
Автограф Нильса Бора. Он ввел в структуру атома постоянную Планка и сформулировал принцип соответствия. Мы не будем описывать и формулировать этот принцип, но заметим, что он связал классическую физику с новыми квантовыми явлениями.
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.
После прихода к власти в Германии нацистов Бор устроил нескольких эмигрировавших оттуда ученых на работу в Копенгагенский университет. Однако в апреле 1940 года нацистские войска оккупировали Данию. Бор, мать которого была еврейкой, не мог чувствовать себя на родине в безопасности. Между тем осенью 1943-го нацисты приняли секретное решение о депортации всех 7000 датских евреев в лагеря смерти. В сентябре 1943-го Бор на рыбацкой лодке бежал в нейтральную Швецию. Хотя шведы собирались сразу переправить его в США для работы над Манхэттенским проектом, Бор отказывался покинуть Стокгольм до тех пор, пока ему не даст аудиенцию король Густав V. Ему удалось убедить престарелого монарха опасавшегося ухудшения отношений с Гитлером в необходимости предоставить в Швеции убежище для датских евреев.
Вскоре после этого почти все евреи Дании были через Эресуннский пролив переправлены на рыбацких шхунах в Швецию. Из Швеции Бор отправился в США, где оставался до окончания Второй мировой войны и принимал участие в работе над Манхэттенским проектом. Уже начиная с 1944 года Бор осознавал всю опасность атомной угрозы.
Нобелевские лауреаты: Нильс Бор. Физик и футболист
2 Вклад и открытия Нильс Бор. В 1943 году Нильс Бор с семьей эвакуировался сперва в Великобританию, а затем в США, где работал над созданием ядерной бомбы. Нильс Бор, которому Фриш сообщил об этом, в первый момент потерял дар речи.
Бор Нильс. Книги онлайн
В теории Бора можно выделить два основных компонента [22] : общие утверждения постулаты о поведении атомных систем, сохраняющие своё значение и всесторонне проверенные, и конкретная модель строения атома , представляющая в наши дни лишь исторический интерес. Постулаты Бора содержат предположения о существовании стационарных состояний и об излучательных переходах между ними в соответствии с представлениями Планка о квантовании энергии вещества. Модельная теория атома Бора исходит из предположения о возможности описания движения электронов в атоме, находящемся в стационарном состоянии, на основе классической физики , на которое накладываются дополнительные квантовые условия например, квантование углового момента электрона. Теория Бора сразу же позволила обосновать испускание и поглощение излучения в сериальных спектрах водорода , а также объяснить с поправкой на приведённую массу электрона наблюдавшиеся ранее Чарлзом Пикерингом и Альфредом Фаулером водородоподобные спектры с полуцелыми квантовыми числами как принадлежащие ионизированному гелию. Блестящим успехом теории Бора стало теоретическое получение значения постоянной Ридберга [23]. Работа Бора сразу привлекла внимание физиков и стимулировала бурное развитие квантовых представлений. Его современники по достоинству оценили важный шаг, который сделал датский учёный. Так, в 1936 году Резерфорд писал: Я считаю первоначальную квантовую теорию спектров, выдвинутую Бором, одной из самых революционных из всех когда-либо созданных в науке; и я не знаю другой теории, которая имела бы больший успех [24]. Нильс Бор и Альберт Эйнштейн вероятно, декабрь 1925 В 1949 году Альберт Эйнштейн так вспоминал о своих впечатлениях от знакомства с теорией Бора: Все мои попытки приспособить теоретические основы физики к этим результатам [то есть следствиям закона Планка для излучения чёрного тела] потерпели полную неудачу. Это было так, точно из-под ног ушла земля и нигде не было видно твёрдой почвы, на которой можно было бы строить. Мне всегда казалось чудом, что этой колеблющейся и полной противоречий основы оказалось достаточным, чтобы позволить Бору — человеку с гениальной интуицией и тонким чутьём — найти главные законы спектральных линий и электронных оболочек атомов, включая их значение для химии.
Это мне кажется чудом и теперь. Это наивысшая музыкальность в области мысли [25]. Весной 1914 года Бор был приглашён Резерфордом заменить Чарльза Дарвина , внука знаменитого естествоиспытателя , в качестве лектора по математической физике в Манчестерском университете Шустеровская школа математической физики [26]. Он оставался в Манчестере с осени 1914 года до лета 1916 года. В это время он пытался распространить свою теорию на многоэлектронные атомы, однако скоро зашёл в тупик. Уже в сентябре 1914 года он писал: Для систем, состоящих из более чем двух частиц, нет простого соотношения между энергией и числом обращений, и по этой причине соображения, подобные тем, которые я использовал ранее, не могут быть применены для определения «стационарных состояний» системы. Я склонен полагать, что в этой проблеме скрыты очень значительные трудности, которые могут быть преодолены лишь путём отказа от обычных представлений в ещё большей степени, чем это требовалось до сих пор, и что единственной причиной достигнутых успехов является простота рассмотренных систем [27]. В 1914 году Бор сумел частично объяснить расщепление спектральных линий в эффектах Штарка и Зеемана , однако ему не удалось получить расщепление более чем на два компонента. 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.
Через месяц после конгресса в Комо, на пятом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе , начались знаменитые дискуссии Бора и Эйнштейна об интерпретации квантовой механики [45]. Спор продолжился в 1930 на шестом конгрессе, а затем возобновился с новой силой в 1935 после появления известной работы [46] Эйнштейна, Подольского и Розена о полноте квантовой механики. Дискуссии не прекращались до самой смерти Эйнштейна [47] , порой принимая ожесточённый характер. Впрочем, участники никогда не переставали относиться друг к другу с огромным уважением, что нашло отражение в словах Эйнштейна, написанных в 1949 : Я вижу, что я был … довольно резок, но ведь … ссорятся по-настоящему только братья или близкие друзья.
Здесь его посещали знаменитости не только научного например, Резерфорд , но и политического мира королевская чета Дании, английская королева Елизавета , президенты и премьер-министры различных стран [50]. В 1934 Бор пережил тяжёлую личную трагедию. Во время плавания на яхте в проливе Каттегат штормовой волной был смыт за борт его старший сын — 19-летний Христиан; обнаружить его так и не удалось [51]. Всего у Нильса и Маргарет было шестеро детей. Один из них, Оге Бор, также стал выдающимся физиком, лауреатом Нобелевской премии 1975.
В 1930-е годы Бор увлёкся ядерной тематикой , переориентировав на неё свой институт: благодаря своей известности и влиянию он сумел добиться выделения финансирования на строительство у себя в Институте новых установок — циклотрона , ускорителя по модели Кокрофта — Уолтона, ускорителя ван-де-Граафа [52]. Сам он внёс в это время существенный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций. В 1936 Бор, исходя из существования недавно наблюдавшихся нейтронных резонансов, сформулировал фундаментальное для ядерной физики представление о характере протекания ядерных реакций : он предположил существование так называемого составного ядра «компаунд-ядра» , то есть возбуждённого состояния ядра с временем жизни порядка времени движения нейтрона через него. Тогда механизм реакций, не ограничивающийся лишь нейтронными реакциями, включает два этапа: 1 образование составного ядра, 2 его распад. При этом две эти стадии протекают независимо друг от друга, что обусловлено равновесным перераспределением энергии между степенями свободы компаунд-ядра.
Это позволило применить статистический подход к описанию поведения ядер, что позволило вычислить сечения ряда реакций, а также интерпретировать распад составного ядра в терминах испарения частиц [53]. Однако такая простая картина имеет место лишь при больших расстояниях между резонансами уровнями ядра , то есть при малых энергиях возбуждения. Как было показано в 1939 в совместной работе Бора с Рудольфом Пайерлсом и Георгом Плачеком, при перекрытии резонансов компаунд-ядра равновесие в системе не успевает установится и две стадии реакции перестают быть независимыми, то есть характер распада промежуточного ядра определяется процессом его формирования. Развитие теории в этом направлении привело к созданию в 1953 Виктором Вайскопфом, Германом Фешбахом и К. Портером так называемой «оптической модели ядра», описывающей ядерные реакции в широком диапазоне энергий [54].
Одновременно с представлением о составном ядре Бор совместно с Ф. Калькаром предложил рассматривать коллективные движения частиц в ядрах, противопоставив их картине независимых нуклонов. Такие колебательные моды жидкокапельного типа находят отражение в спектроскопических данных в частности, в мультипольной структуре ядерного излучения. Идеи о поляризуемости и деформациях ядер были положены в основу обобщённой коллективной модели ядра, развитой в начале 1950 -х годов Оге Бором, Беном Моттельсоном и Джеймсом Рейнуотером [55]. Велик вклад Бора в объяснение механизма деления ядер, при котором происходит освобождение огромных количеств энергии.
Деление было экспериментально обнаружено в конце 1938 Отто Ганом и Фрицем Штрассманом и верно истолковано Лизе Мейтнер и Отто Фришем во время рождественских каникул. Бор узнал об их идеях от Фриша, работавшего тогда в Копенгагене , перед самым отъездом в США в январе 1939 [56]. В Принстоне совместно с Джоном Уилером он развил количественную теорию деления ядер, основываясь на модели составного ядра и представлениях о критической деформации ядра, ведущей к его неустойчивости и распаду. Для некоторых ядер эта критическая величина может быть равна нулю, что выражается в распаде ядра при сколь угодно малых деформациях [57]. Теория позволила получить зависимость сечения деления от энергии, совпадающую с экспериментальной.
Кроме того, Бору удалось показать, что деление ядер урана-235 вызывается «медленными» низкоэнергетичными нейтронами, а урана-238 — быстрыми [58]. Противостояние нацизму. Борьба против атомной угрозы 1940—1950 [ ] После прихода к власти в Германии нацистов Бор принял активное участие в устройстве судьбы многих учёных-эмигрантов, которые переехали в Копенгаген. В 1933 усилиями Нильса Бора, его брата Харальда, директора Института вакцин Торвальда Мадсена и адвоката Альберта Йоргенсена был учреждён специальный Комитет помощи учёным-беженцам [59]. После оккупации Дании в апреле 1940 года возникла реальная опасность ареста Бора в связи с его полуеврейским происхождением.
Тем не менее, он решил оставаться в Копенгагене, пока это будет возможно, чтобы гарантировать защиту института и своих сотрудников от посягательств оккупационных властей. В октябре 1941 Бора посетил Гейзенберг , в то время руководитель нацистского атомного проекта. Между ними состоялся разговор о возможности реализации ядерного оружия, о котором немецкий учёный писал следующим образом: Копенгаген я посетил осенью 1941 г. К этому времени мы в «Урановом обществе» в результате экспериментов с ураном и тяжёлой водой пришли к выводу, что возможно построить реактор с использованием урана и тяжёлой воды для получения энергии. Такой разговор состоялся во время вечерней прогулки в районе Ни-Карлсберга.
Зная, что Бор находится под надзором германских политических властей и что его отзывы обо мне будут, вероятно, переданы в Германию, я пытался провести этот разговор так, чтобы не подвергать свою жизнь опасности. Беседа, насколько я помню, началась с моего вопроса, должны ли физики в военное время заниматься урановой проблемой, поскольку прогресс в этой области сможет привести к серьёзным последствиям в технике ведения войны. Бор сразу же понял значение этого вопроса, поскольку мне удалось уловить его реакцию лёгкого испуга. Он ответил контрвопросом: «Вы действительно думаете, что деление урана можно использовать для создания оружия? Бор был потрясён моим ответом, предполагая, очевидно, что я намереваюсь сообщить ему о том, что Германия сделала огромный прогресс в производстве атомного оружия.
Хотя я и пытался после исправить это ошибочное впечатление, мне все же не удалось завоевать доверие Бора… [60] Таким образом, Гейзенберг намекает, что Бор не понял, что он имел в виду. Однако сам Бор был не согласен с такой трактовкой своей беседы с Гейзенбергом. В 1961 в разговоре с Аркадием Мигдалом он заявил: Я понял его отлично.
Он ввел в структуру атома постоянную Планка и сформулировал принцип соответствия. Мы не будем описывать и формулировать этот принцип, но заметим, что он связал классическую физику с новыми квантовыми явлениями. Но уже в середине 1920-х годов эта связь была прервана.
Произошел драматический поворот, который изменил сами представления о том, что такое физика. По стопам Бора уже шли молодые физики. Это выразилось в создании под руководством Н. Бора Копенгагенской школы физики. В 1923 году Бор начал осознавать, что квантовая прерывность в мире бесконечно малого взаимообмен энергией является дискретным была первым сигналом невозможности представить мир бесконечно малого в виде простой миниатюры, что послужило дальнейшим толчком в развитии квантовой механики. А теперь обратимся непосредственно к истории ученого.
Нильс Бор родился в Копенгагене 7 октября 1885 года. Там Эллен познакомилась с преподавателем физиологии Кристианом Бором. Он и стал впоследствии ее мужем.
Резерфорд предположил в 1911 г. Эта модель основывалась на представлениях, находивших опытное подтверждение в физике твердого тела, но приводила к одному трудноразрешимому парадоксу. Согласно классической электродинамике, вращающийся по орбите электрон должен постоянно терять энергию, отдавая ее в виде света или другой формы электромагнитного излучения.
По мере того как его энергия теряется, электрон должен приближаться по спирали к ядру и в конце концов упасть на него, что привело бы к разрушению атома. На самом же деле атомы весьма стабильны, и, следовательно, здесь образуется брешь в классической теории. Бор испытывал особый интерес к этому очевидному парадоксу классической физики, поскольку все слишком напоминало те трудности, с которыми он столкнулся при работе над диссертацией. Возможное решение этого парадокса, как полагал он, могло лежать в квантовой теории. В 1900 г. Макс Планк выдвинул предположение, что электромагнитное излучение, испускаемое горячим веществом, идет не сплошным потоком, а вполне определенными дискретными порциями энергии.
Назвав в 1905 г. Применяя новую квантовую теорию к проблеме строения атома , Бор предположил, что электроны обладают некоторыми разрешенными устойчивыми орбитами, на которых они не излучают энергию. Только в случае, когда электрон переходит с одной орбиты на другую, он приобретает или теряет энергию, причем величина, на которую изменяется энергия, точно равна энергетической разности между двумя орбитами. Идея, что частицы могут обладать лишь определенными орбитами, была революционной, поскольку, согласно классической теории, их орбиты могли располагаться на любом расстоянии от ядра, подобно тому как планеты могли бы в принципе вращаться по любым орбитам вокруг Солнца. Хотя модель Бора казалась странной и немного мистической, она позволяла решить проблемы, давно озадачивавшие физиков. В частности, она давала ключ к разделению спектров элементов.
Когда свет от светящегося элемента например, нагретого газа, состоящего из атомов водорода проходит через призму, он дает не непрерывный включающий все цвета спектр, а последовательность дискретных ярких линий, разделенных более широкими темными областями. Согласно теории Бора, каждая яркая цветная линия то есть каждая отдельная длина волны соответствует свету, излучаемому электронами, когда они переходят с одной разрешенной орбиты на другую орбиту с более низкой энергией. Бор вывел формулу для частот линий в спектре водорода, в которой содержалась постоянная Планка. Частота, умноженная на постоянную Планка, равна разности энергий между начальной и конечной орбитами, между которыми совершают переход электроны. Теория Бора, опубликованная в 1913 г. Немедленно оценив важность работы Бора, Резерфорд предложил ему ставку лектора в Манчестерском университете — пост, который Бор занимал с 1914 по 1916 г.
В 1916 г. В 1920 г. Под его руководством институт сыграл ведущую роль в развитии квантовой механики математическое описание волновых и корпускулярных аспектов материи и энергии. В течение 20-х гг.
Нобелевские лауреаты 2022: кто и за какие открытия получил премию
В 1901 году немецкий ученый получил премию за открытие излучения, которое носит его имя. В период войны Нильс Бор из-за еврейского происхождения был вынужден эмигрировать в США. Томсоном, который открыл электрон в 1897 г. Правда, к тому времени Томсон начал заниматься уже другими темами, и он выказал мало интереса к диссертации Бора и содержащимся там выводам. 3. Датский физик Нильс Бор в 1922 году был удостоен Нобелевской премии «за заслуги в изучении строения атома». Нильс Бор применил квантовую теорию Макса Планка к модели Резерфорда и создал свою знаменитую модель атома.
ФутБОРный клуб. Как великие ученые оставили след в спорте
Датский физик Нильс Бор внес весомый вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций. Нильс Бор рос в среде ученых, с детства проявляя интерес к различным открытиям и изобретениям. Нильс Хенрик Давид Бор (дат – Самые лучшие и интересные новости по теме: Истории, факты, физики на развлекательном портале История Нильса Бора и Института Нильса Бора — это история научной деятельности о том, чтобы сделать неизвестное известным. Однако мы решили остановить свой выбор на Терлецком — он мог бы произвести своей широкой эрудицией и осведомленностью нужное впечатление на Нильса Бора.
ФутБОРный клуб. Как великие ученые оставили след в спорте
| Нобелевку дали за ответ на вопрос, «играет ли Бог в кости» | Все свои открытия в этой отрасли Бор озвучит на открытой лекции перед студентами в конце того де года в Стокгольме. |
| Бор, Нильс — Абсурдопедия | директора института академика Петра Леонидовича Капицы - проходит в конференц-зал и поднимается на сцену. |
| Нильс Бор - Датский ученый - Биография | В 1910 году Нильс Бор был удостоен степени магистра, а в мае 1911 года защитил докторскую диссертацию по классической электронной теории металлов. |
| 100 лет атому Бора, отмеченные на родине знаменитой теории | Нильс Хенрик Давид Бор родился 7 октября 1885 года в Копенгагене, в семье профессора физиологии. |
| Нильс Бор: гений, который не боялся называть себя дураком | 26 января 1939 года на конференции по теоретической физике в Вашингтоне Нильс Бор сообщил об открытии деления урана. |
Исследование Нильса Бора: теоретик и создатель современной физики
В Копенгагене Нильс Бор, постулировавший квантовые скачки электронов, для обсуждения проблем новой физики собирал молодых физиков, среди которых был тогда еще советский физик-теоретик Георгий Гамов. В 1916 году Нильс Бор возвращается в Данию, и уже на следующий год его избирают членом Датского королевского общества. В 1910 году Нильс Бор был удостоен степени магистра, а в мае 1911 года защитил докторскую диссертацию по классической электронной теории металлов. Эта теория, за которую Нильс Бор был награжден Нобелевской премией, позволила объяснить химические и оптические свойства атомов.