В период войны Нильс Бор из-за еврейского происхождения был вынужден эмигрировать в США. В 1921 году Бор открыл институт имени себя, в котором, получив финансирование от датских властей, впервые подверг экспериментальной проверке теорию квантовой бухгалтерии.
Нильс Бор: деятельность физика – лауреата нобелевской премии
Перед шлифовкой он час сидит в медитации. Для изготовления меча такого рода необходим душевный и духовный настрой, считает Чэнь. Инсулин После смерти близкого друга, умершего из-за диабета в 1920 году канадский учёный Фредерик Грант Бантинг решил посвятить свою жизнь созданию лекарства от этой страшной болезни. Он начал с изучения литературы, посвященной этой проблеме.
Статья Мозеса Баррона «О блокаде панкреатического протока желчными камнями» произвела на молодого ученого очень большое впечатление, вследствие которого он увидел знаменитое сновидение. В этом сне он понял, как правильно действовать. Проснувшись среди ночи, Бантинг записал методику проведения эксперимента на собаке: «Перевязать протоки поджелудочной железы у собак.
Подождать шесть-восемь недель. Удалить и экстрагировать». Очень скоро он воплотил эксперимент в жизнь.
Результаты эксперимента были потрясающими. Фредерик Бантинг открыл гормон инсулин, который до сих пор используется в качестве главного лекарства при лечении диабета. В 1923 году 32-летний Фредерик Бантинг совместно с Джоном Маклеодом был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине, став самым молодым лауреатом.
В тот год он не только получил Нобелевскую премию, но и обзавёлся своим первым ребёнком, Оге, который спустя десятки лет тоже получил Нобелевскую премию по физике. Нильс Бор был эксцентричным человеком с неординарным характером. Этот датчанин был увлечён не только точными науками.
Его главной страстью был футбол, в который он играл в молодом возрасте, исполняя на поле роль вратаря небольшого любительского клуба. Он играл в одной команде со своим родным братом Харальдом, который впоследствии тоже стал академиком — в сфере математики. Больше всего датчанин любил вестерны.
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.
На вопрос, как ему удается объединять столь разных по темпераменту гениальных и сложных людей, особенно новое поколение физиков, Бор ответил, что просто «не боится показаться глупым перед молодежью». Еще три причины, по которым я интересуюсь историей физики. Некоторое время назад мне довелось работать на научно-производственном предприятии, базировавшемся на физфаке МГУ, все коллеги и начальство были физики и один биолог. В данный момент работаю в венчурном фонде Runa Capital, экосистема которого во многом сформирована МФТИ Физтех одного из ведущих физико-математических вузов страны, российского MIT , основатели Фонда — выпускники Физтеха, а также сооснователи Российского квантового центра и фонда QWave Capital первый в мире фонд, делающий инвестиции в квантовые технологии. Кстати, Юджин Ползик Eugene Polzik , автор пионерских исследований в области экспериментальной квантовой оптики и квантовой коммуникации, Ph. Но моя поездка в NBI была, можно сказать, «дикарской», то есть полностью самостоятельной. Сама я окончила Гидрометеорологический университет в Петербурге, где первые два курса изучала физику атмосферы.
Надо сказать, что я совершенно не ожидала, насколько масштабными будут празднования столетия теории Бора. Весь Копенгаген был увешан плакатами с фото ученого, в музеях и библиотеках проходили открытые мероприятия и лекции, посвященные физике. Конечно, Дания небольшая страна, но все-таки такая сосредоточенность на научном событии, согласитесь, приятно удивляет и как-то радует. Примечательно, что национальный банк Дании выпустил монеты, посвященные юбилею теории атома. Презентация монет как раз и была намечена на тот самый понедельник, когда я нацелилась посетить альма-матер квантовой механики. Ученые института, помимо научной деятельности, читают лекции студентам, принимают экзамены и работают с аспирантами. Нильс Бор, которого еще называют одним из «отцов» ядерной физики, основал институт в 1920 году и руководил им до конца своих дней.
Так вот, в тот праздничный понедельник я попала в Институт Бора безо всяких проблем — никаких проходных, никакой охраны. Казалось, что посещаю вовсе не научное учреждение, наполненное гениями и огромным количеством дорогостоящей аппаратуры, а студенческий кампус. Стены завешаны плакатами научных событий, ярмарок и выставок, а также постерами фильмов о Боре и его наследии. После 20-минутной прогулки по главному корпусу, подумалось, что пора войти в контакт с кем-то из сотрудников. На ресепшене не удивились, а сразу же позвали штатного экскурсовода. Это была милая дама преклонных лет по имени Герти. Она отреагировала на меня воодушевленно.
Я заверила даму, что мой материал прочитают многие фанаты физики и науки из России, и что всем им интересно будет вместе со мной немного прикоснуться к истории квантовой физики.
В двадцать три года за свою дипломную работу об определении поверхностного натяжения воды по вибрации водяной струи получил золотую медаль датской королевской академии наук. Спустя 3 года переезжает жить и работать в Кембридж Англия. Через год переходит работать к Резерфорду в Манчестер, занимается исследованиями атома, в результате которых обнаружил вещества с одинаковыми химическими свойствами, но с различным атомным весом — названные изотопами. У Резерфорда Нильс Бор открыл «закон радиоактивных смещений». За свои открытия и исследования в 1922 году Бор получил Нобелевскую премию.
Исследование Нильса Бора: теоретик и создатель современной физики
Нильс Бор начал с открытий, сделанных Резерфордом, и продолжал развивать их, пока не смог наложить на них свой отпечаток. Все свои открытия в этой отрасли Бор озвучит на открытой лекции перед студентами в конце того де года в Стокгольме. В период войны Нильс Бор из-за еврейского происхождения был вынужден эмигрировать в США. Эта теория, за которую Нильс Бор был награжден Нобелевской премией, позволила объяснить химические и оптические свойства атомов. Брат Нильса Бора, Харальд, тоже выступал на Олимпиаде, тоже в Лондоне, только в 1908 году и в качестве футболиста, а сам Нильс Бор вместе с братом защищал цвета футбольного клуба АБ Гладсаксе как вратарь). 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].
Предыстория появления системы химических элементов
- Нобелевские лауреаты 2022: кто и за какие открытия получил премию
- Помощь Нильса Бора . Спецоперации. Лубянка и Кремль 1930–1950 годы
- Исследования
- Какое величайшее научное открытие всех времен? / Хабр
- лучшее за месяц
Сообщить об опечатке
- лучшее за месяц
- Краткая информация
- Нильс Бор (7 октября 1885 - 18 ноября 1962) , датский ученый, физик, Нобелевский лауреат
- Нильс Бор: деятельность физика – лауреата нобелевской премии
Бор, Нильс
Это принцип, который был разработан им уже после создания и обоснования другого важнейшего постулата — Принципа соответствия. А в 1922 году за успехи в изучении атома ему была присуждена Нобелевская премия по физике. Непознаваемый микромир, который удаётся познавать Сталкиваясь с явлениями микромира, люди оказываются в среде, где теряют смысл любые объяснения и представления как таковые. Как бы мы ни пытались представить себе атом — мы порождаем лишь какую-то модель, создаём интерпретацию, которая может иметь смысл только на уровне абстрактных величин. Мы можем построить какой-то воображаемый атом, но наша модель всегда остаётся лишь моделью, имеющей отношение более к уровню развития наших представлений, чем к самим объектам микромира.
Бор создал схему заполнения электронных орбит. В настоящее время так никто уже не считает, поскольку неопределённость координаты электрона в атоме подобна размерам самого атома. В конце 20-х годов XX века физики уже создали достаточно современную модель взгляда на микромир и мироздание в целом. Появилась квантовая механика.
Во многом она опиралась на боровскую теорию соответствия. Однако сами теории оперировали умозрительными построениями, которые нельзя было связать с опытом. Механика Ньютона на службе теоретической физики XX века Работая над этой проблемой, Бор пришёл к выводу о необходимости использования отдельных элементов обычной классической механики в виде дополнений к квантовой теории поля, волны и вещества. В 1925 году он уже принял дуализм волны-частицы.
В основу дополнительности лёг корпускулярно-волновой дуализм и принцип неопределённости. В микромире нет состояния, когда объект имел бы точные динамические характеристики, относящиеся к двум определённым классам, взаимно исключающим друг друга. Другими словами, абстрактный и умозрительный «измерительный прибор» влияет на результаты измерений. Они дополняют друг друга, а взятые из классической физики динамические характеристики микрочастицы могут не иметь к частицам никакого отношения, но мы всё равно получим какой-то относительный результат.
Старого мира больше нет В 30-е годы Бор почти все свои исследования направляет на ядерную физику.
В университете рассказали, что таблица представляет собой демонстрационный вариант, изготовленный в 1876 году. Она отличается от современных вариантов. Например, в ней нет VIII группы, в которую входят инертные благородные газы: на момент публикации они еще не были открыты.
Одна из самых известных гласит, что Менделеев увидел свою таблицу во сне. Сам Дмитрий Иванович об открытии периодического закона писал так: "Заподозрив о существовании взаимосвязи между элементами еще в студенческие годы, я не уставал обдумывать эту проблему со всех сторон, собирал материалы, сравнивал и сопоставлял цифры. Наконец настало время, когда проблема созрела, когда решение, казалось, вот-вот готово было сложиться в голове. Как это всегда бывало в моей жизни, предчувствие близкого разрешения мучившего меня вопроса привело меня в возбужденное состояние.
В течение нескольких недель я спал урывками, пытаясь найти тот магический принцип, который сразу привел бы в порядок всю груду накопленного за 15 лет материала. И вот в одно прекрасное утро, проведя бессонную ночь и отчаявшись найти решение, я, не раздеваясь, прилег на диван в кабинете и заснул. И во сне мне совершенно явственно представилась таблица. Я тут же проснулся и набросал увиденную во сне таблицу на первом же подвернувшемся под руку клочке бумаги".
Эта история позже и легла в основу легенды о том, что таблица Менделееву приснилась. Самому ученому такая интерпретация не нравилась. Научные открытия, сделанные во сне Впрочем, история знает и другие примеры, когда ученые мужи не только не отрицали, а даже подчеркивали, что сделали свои открытия во сне. Так, немецкому химику Фридриху Августу Кекуле приснилась формула бензольного кольца.
Датчанин Нильс Бор во сне очутился на Солнце, а вокруг него на огромной скорости вращались планеты. Под впечатлением от этого сновидения Бор создал планетарную модель строения атомов, за которую ему позже вручили Нобелевскую премию. А в середине XX века американский ученый Джеймс Уотсон увидел во сне двух переплетающихся змей.
Им оказался тот самый завод по производству тяжелой воды, построенный в 1934 году норвежской компанией Norsk Hydro рядом с гидроэлектростанцией в поселке Веморк. Тяжелая вода, оксид дейтерия, являлась важнейшим компонентом, который Гейзенберг планировал использовать для замедления цепной реакции в ядерном реакторе. Ее получали после разложения пресной воды с помощью электролиза. Для успешного осуществления своей программы немцам нужно было получить около пяти тонн этой жидкости, и процесс этот был достаточно трудоемкий.
Первая попытка заброса диверсантов в Норвегию, получившая название операция «Незнакомец», была предпринята в ноябре 1942 года и закончилась провалом. Высадка саперов с помощью планеров привела к гибели 18 человек из 32, а оставшиеся 14 добровольцев были схвачены немцами и расстреляны. Второй опыт был куда более удачным. Операция «Ганнерсайд» была организована обстоятельнее. В течение января — февраля 1943 года в Норвегию были заброшены сразу несколько групп диверсантов, которые в ночь с 27 на 28 февраля в тяжелейших условиях смогли проникнуть на территорию предприятия Norsk Hydro, установить взрывные устройства и произвести их подрыв. В результате саботажа завод на несколько месяцев был вынужден остановить производство. В ноябре 1943-го британцы произвели и две массированные бомбардировки объекта.
В итоге немцы решили эвакуировать его оборудование и оставшиеся запасы тяжелой воды в рейх, но и здесь норвежское сопротивление показало себя самым достойным образом. Таким образом, нацисты окончательно лишились ключевого компонента для своей ядерной программы, что поставило на ней крест. Все это время в Берлине Гейзенберг продолжал свои эксперименты по получению цепной реакции. Параллельно в городе строился специальный бункер для «урановой машины», но тяжелейшая для рейха ситуация на фронтах, нехватка финансов и материалов существенно тормозили работу ученых. В январе 1945 года группу Гейзенберга и уже практически законченный ею реактор B VIII эвакуировали из германской столицы вглубь страны, в деревню Хайгерлох недалеко от швейцарской границы. Работа не останавливалась даже в условиях уже проигранной войны. Последнюю попытку запустить цепную реакцию немцы предприняли 23 марта 1945 года, она вновь закончилась неудачей из-за недостаточного количества урана и тяжелой воды.
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.
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. 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.
Поделиться
- ФутБОРный клуб. Как великие ученые оставили след в спорте | Спорт на БИЗНЕС Online
- Нильс Бор, рокфеллеровские постдоки и рождение квантовой механики
- Журнал «ПАРТНЕР»
- Ранние годы и учеба в университете
- Исторические хроники. Великие умы мира. Нильс Бор
- Ларри Пейдж и Google
Помощь Нильса Бора
| Нильс Бор - любимец фортуны или патриарх квантовой физики? | Биографии | ШколаЖизни.ру | Нильс Бор, открытия которого, безусловно, изменили физику, пользовался огромным научным и нравственным авторитетом. |
| Бор Нильс. Большая российская энциклопедия | создатель квантовой физики, которую многие предлагали назвать теорией дополнительности. |
| Бор, Нильс | 26 января 1939 года на конференции по теоретической физике в Вашингтоне Нильс Бор сообщил об открытии деления урана. |
| Нильс Бор: физик и философ | В 1922 году после присуждения Нобелевской премии, великому ученому Нильсу Бору, соотечественники-пивовары из компании Carlsberg, подарили дом неподалеку от своего завода. |
| Как нацисты пытались создать атомную бомбу и почему у них ничего не вышло | В период войны Нильс Бор из-за еврейского происхождения был вынужден эмигрировать в США. |
Открытия, сделанные во сне
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.
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.
Подобно планетам, вращающимся вокруг Солнца, электроны в атоме Бора вращаются вокруг ядра, — кто будет возражать против такого? Да еще после опытов Резерфорда по рассеянию альфа-частиц на ядрах золота, показавших, что материя в основном сосредоточена в компактных ядрах, расположенных на значительных расстояниях одно от другого. Однако возникает противоречие с классической теорией излучения: вращающийся по орбите электрон должен излучать электромагнитную волну и, следовательно, терять энергию, а в результате — «упасть» на ядро. Решение на первый взгляд просто: надо «запретить» электрону излучать при движении по орбите.
Но это и есть революция естествознания: признание того, что законы микроуровня отличаются от законов мира больших масштабов! В этом нужно убеждать, а значит, подбирать доказательства из опытов по электричеству, магнетизму, спектроскопии и так далее, нужно также пояснить, где простирается граница между микро- и макромирами и как законы микромира перетекают в классические законы. Нильс Бор в своем кабинете. Еще один философский принцип Нильса Бора — Принцип Дополнительности. Возник он, в частности, из попыток описать странное поведение света: то как волны в опытах по дифракции, то как частицы в опытах по фотоэффекту.
Свет, таким образом, поддается описанию с помощью двух классических образов, но только абсолютно несовместимых! И Бор возводит это в принцип: явление должно быть описано с разных сторон, пусть и противоречивым с точки зрения привычных представлений образом. Ведь «как бы далеко за пределами возможностей классического анализа ни лежали квантовые события... Для описания истинной реальности нужен образный язык особой силы, работу физика над его созданием Бор сравнивает с творчеством поэта — и тот и другой ищут образы, отражающие реальность: «Поэт тоже озабочен не столько точным изображением вещей, сколько созданием образов и закреплением мысленных ассоциаций в головах своих слушателей». Но физическая реальность у Бора отличается от поэтической.
Главные успехи Бора как учёного были связаны с выявлением взаимосвязи между фактами, которые до него никто не связывал: он видел общее в торможении частиц в среде и в ослаблении света; в величине заряда ядра атома и периодичности свойств химических элементов таблицы Менделеева. Эти очевидные для сегодняшних студентов-физиков положения в начале ХХ века были отнюдь не очевидными, и для их подтверждения требовался тщательный анализ множества фактов. Ранние работы Бора легли в основу метода, которым физика живет и по сей день, - когда гипотеза, выдвинутая для объяснения каждого известного факта, исследуется, проверяется, нет ли в ней противоречий, и логическая стройность возникающей теории является главным критерием ее истинности, какой бы странной она при этом ни казалась. Однажды один из гостей Нильса Бора увидел на дверях его дома прибитую подкову: "Неужели вы, великий учёный, можете верить в то, что подкова над дверью приносит счастье? Но подкова приносит счастье даже тем, кто в это не верит". В нацистской Германии было запрещено принятие Нобелевской премии после того, как в 1935 году премию мира вручили противнику национал-социализма Карлу фон Осецкому. Когда в 1940 году немцы оккупировали Копенгаген, Бор растворил эти медали в царской водке и оставил бутылку на видном месте. После окончания войны Бор извлек спрятанное в царской водке золото и передал его Шведской королевской академии наук. Там изготовили новые медали и повторно вручили их фон Лауэ и Франку.
Стоит отметить — Эллен Адлер происходила из состоятельной еврейской семьи с многочисленными связями в политической и банковской сферах. В этом браке Нильс был вторым ребенком. Между Нильсом и Харольдом установилась дружба, остававшаяся неизменной всю жизнь. Харольд был прекрасным математиком и блестящим футболистом. Он был в составе сборной Дании на Олимпийских играх в Лондоне 1908 года.
Причем Нильсу и Харольду разрешалось присутствовать при этих разговорах: участвовать в них, критиковать и задавать вопросы. В 1911 году Нильс защищает докторскую диссертацию по электронной теории металлов в Копенгагенском университете. Таким образом, мы видим, что Бор с самых ранних лет был окружен обстановкой, которая сильно способствовала его научной карьере. Именно ему удалось создать у себя на родине мировой центр квантовой физики, так называемый Копенгагенский институт теоретической физики. Нильс Бор и Альберт Эйнштейн вероятно, декабрь 1925 г.
Эйнштейн не понимал многие положения квантовой физики. Он считал, что мерилом всего должна служить объективная реальность, а не теоретические фантазии Бора.
Бор Нильс. Книги онлайн
Открытие теоремы Бор-ван Леувена Теорема Бор-ван Леувена - это теорема, примененная к области механики. Сначала работа Бора была выполнена в 1911 году, а затем дополнена ван Леувеном. Применение этой теоремы позволило дифференцировать область классической физики от квантовой физики.. Теорема утверждает, что намагниченность, возникающая в результате применения классической механики и статистической механики, всегда будет равна нулю. Бору и ван Леувену удалось увидеть некоторые концепции, которые можно развить только через квантовую физику. Сегодня теорема обоих ученых успешно применяется в таких областях, как физика плазмы, электромеханика и электротехника.. Принцип взаимодополняемости В квантовой механике принцип комплементарности, сформулированный Бором, который представляет теоретический подход и в то же время приводит к утверждению, что объекты, подвергаемые квантовым процессам, имеют дополнительные атрибуты, которые нельзя наблюдать или опосредовать одновременно.. Этот принцип взаимодополняемости рождается из другого постулата, разработанного Бором: интерпретация Копенгагена; фундаментальный для исследования квантовой механики.
Интерпретация Копенгагена С помощью ученых Макса Борна и Вернера Гейзенберга Нильс Бор разработал эту интерпретацию квантовой механики, которая позволила выяснить некоторые элементы, которые делают возможными механические процессы, а также их различия. Сформулированная в 1927 году, она считается традиционной интерпретацией. Согласно интерпретации Копенгагена, физические системы не имеют определенных свойств, прежде чем подвергнуться измерениям, и квантовая механика может только предсказать вероятности, с помощью которых сделанные измерения дадут определенные результаты. Структура периодической таблицы Из своей интерпретации атомной модели Бор смог более детально структурировать периодическую таблицу элементов, существовавших в то время.. Он смог подтвердить, что химические свойства и способность связывания элемента тесно связаны с его валентной нагрузкой.. Работы Бора, примененные к периодической таблице, дали толчок развитию новой области химии: квантовой химии. Ядерные реакции Благодаря предложенной модели Бор смог предложить и установить механизмы ядерных реакций в результате двухстадийного процесса..
Это открытие Бора долгое время считалось ключевым в научной области, пока спустя годы его не усовершенствовал и не улучшил один из его детей, Ааге Бор.. Этот процесс способен производить большое количество протонов и фотонов, выделяя энергию одновременно и постоянно. Нильс Бор разработал модель, которая позволила объяснить процесс ядерного деления некоторых элементов. Эта модель состояла из наблюдения капли жидкости, которая представляла бы структуру ядра. Таким же образом, как интегральная структура капли может быть разделена на две одинаковые части, Бор смог продемонстрировать, что то же самое может происходить с атомным ядром, способным генерировать новые процессы образования или разрушения на атомном уровне.. Человек и физика.
Так считал в 1920-х годах прошлого века Альберт Эйнштейн. Его друг Нильс Бор был сторонником того, что фундаментальная неопределенность, заложенная в основание мира, все-таки существует... Нобелевскую премию по физике, которой во вторник были удостоены француз Ален Аспе, американец Джон Клаузер и австриец Антон Цайлингер, по мнению многих ставит точку в этом давнем философском споре двух нобелевских лауреатов. Корреспондент «МК» попыталась понять, — за что же именно. Помог в этом сооснователь Российского квантового центра Руслан Юнусов. Фото: Антон Цайлингер. Итак, официально достижение международной троицы звучит, как «Эксперименты с запутанными фотонами, установление нарушений неравенств Белла и новаторство в квантовой информатике». Для того, чтобы понять, о чем идет речь, разберемся сначала с тем, что же такое квантовый мир и почему в нем иногда происходит какая-то запутанность. Сразу оговоримся, что речь идет об эффектах, которые скрыты от нас, — они происходят только в микромире - в мире квантовых явлений.
Стоит отметить — Эллен Адлер происходила из состоятельной еврейской семьи с многочисленными связями в политической и банковской сферах. В этом браке Нильс был вторым ребенком. Между Нильсом и Харольдом установилась дружба, остававшаяся неизменной всю жизнь. Харольд был прекрасным математиком и блестящим футболистом. Он был в составе сборной Дании на Олимпийских играх в Лондоне 1908 года. Причем Нильсу и Харольду разрешалось присутствовать при этих разговорах: участвовать в них, критиковать и задавать вопросы. В 1911 году Нильс защищает докторскую диссертацию по электронной теории металлов в Копенгагенском университете. Таким образом, мы видим, что Бор с самых ранних лет был окружен обстановкой, которая сильно способствовала его научной карьере. Именно ему удалось создать у себя на родине мировой центр квантовой физики, так называемый Копенгагенский институт теоретической физики. Нильс Бор и Альберт Эйнштейн вероятно, декабрь 1925 г. Эйнштейн не понимал многие положения квантовой физики. Он считал, что мерилом всего должна служить объективная реальность, а не теоретические фантазии Бора.
В дополнение к финансированию специальных проектов, он также получал регулярный ежегодный грант на ассистентов и жильё". Их отношения были взаимовыгодны; Бор нуждался в поддержке, а "Carlsberg" хотел продвинуть науку и использовать некоторые результаты в своём запутанном процессе производства пива. У "Carlsberg" была специальная лаборатория, посвящённая исследованию в области производства пива. По данным Forbes: "В 1875 году эта лаборатория была первой, изолировавшей Saccharomyces pastorianus, разновидность дрожжей, на которых раньше варили светлый лагер. Лаборатория также сделала открытия в области химии белка, которые в итоге использовались в других отраслях". Дом, подаренный Бором вместе с Нобелевской премией, был расположен рядом с лабораторией и пивоваренным заводом. Когда Бор переехал в дом, он продолжал развивать свои результаты, заложив основы для квантовой механики. Он придумал понятие взаимозависимости и обсудил его с Альбертом Эйнштейном, который отказывался даже рассматривать возможность и отклонял квантовую механику в целом.
ФутБОРный клуб. Как великие ученые оставили след в спорте
Прежде чем перейти непосредственно к биографии Нильса Бора, хотелось бы описать вкратце его научные открытия и достижения. Книжно-иллюстративная выставка «Лауреат Нобелевской премии по физике Нильс Хенрик Давид Бор (1885–1962)». С критикой этого парадокса выступил Нильс Бор, который привел свои аргументы в поддержку квантовой механики.
Нильс Хенрик Давид Бор
Главная» Новости» Наследный принц Дании Фредерик отмечает столетие Института Нильса Бора, вручая награды. Бор уже в 1939 году понимал, что открытие ядерного деления позволяло создать атомную бомбу, однако полагал, что инженерные работы по отделению урана-235 потребуют колоссальных, а потому непрактичных промышленных затрат. Нильс Бор рос в среде ученых, с детства проявляя интерес к различным открытиям и изобретениям. Телеграф новостей. Новости. На это Нильс Бор, сторонник квантовой механики, ответил ему: «Эйнштейн, перестань указывать Богу, что он должен делать со своими игральными костями!». В 1943 году Нильс Бор с семьей эвакуировался сперва в Великобританию, а затем в США, где работал над созданием ядерной бомбы.
Нильс Бор: гений, который не боялся называть себя дураком
| 100 лет атому Бора, отмеченные на родине знаменитой теории - | История Нильса Бора и Института Нильса Бора — это история научной деятельности о том, чтобы сделать неизвестное известным. |
| Нильс Бор - биография и открытия ученого физика | Они помогают клетке двигаться к бактериям и в то же время действуют как сенсорные щупальца, которые определяют бактерию как добычу”, — говорит Мартин Бендикс, руководитель лаборатории экспериментальной биофизики Института Нильса Бора. |
| 103 года назад Нильс Бор предложил планетарную модель строения атома | Нильс Бор родился в семье очень талантливого ученого Христиана Харальда Лаурица Петера Эмиля Бора — крупного физиолога и специалиста по химии дыхания. |
| НИЛЬС БОР: БИОГРАФИЯ И ВКЛАД - НАУКА - 2024 | Однажды после очередного слабого и невразумительного выступления на коллоквиуме Нильс Бор объяснил аудитории: «Я выслушал здесь так много плохих выступлений, что прошу рассматривать мое нынешнее как месть!». |
| Нильс Хенрик Давид Бор - РНТБ | С критикой этого парадокса выступил Нильс Бор, который привел свои аргументы в поддержку квантовой механики. |
Голкипер с Нобелевской премией. 12 фактов о гениальном физике Нильсе Боре
Нильс Бор всемирно известен как один из самых важных учёных 20-го века за его инновационное открытие структуры атомов. Однако мы решили остановить свой выбор на Терлецком — он мог бы произвести своей широкой эрудицией и осведомленностью нужное впечатление на Нильса Бора. Книжно-иллюстративная выставка «Лауреат Нобелевской премии по физике Нильс Хенрик Давид Бор (1885–1962)».
Исследование Нильса Бора: теоретик и создатель современной физики
После 20-минутной прогулки по главному корпусу, подумалось, что пора войти в контакт с кем-то из сотрудников. На ресепшене не удивились, а сразу же позвали штатного экскурсовода. Это была милая дама преклонных лет по имени Герти. Она отреагировала на меня воодушевленно. Я заверила даму, что мой материал прочитают многие фанаты физики и науки из России, и что всем им интересно будет вместе со мной немного прикоснуться к истории квантовой физики. Штатный экскурсовод деловито повела меня по коридору и по лестницам.
Как оказалось, первая остановка — рабочий кабинет Нильса Бора. Классический скромный интерьер: зеленые драпированные стены и коричневая мебель. На одной из стен, при ближайшем рассмотрении — подборка коллективных фото всех сотрудников Института в разные годы. Видно и самого Бора на каждом фото, вплоть до 1962 года. Моя проводница начала рассказ с того, что денег на институт дал пивовар Карлсберг.
Выяснилось, что пивовар был не просто успешный предприниматель, а фанат науки и огромнейшие деньги регулярно жертвовал ученым. При этом, сам очень любил пользоваться научными достижениями в производстве. Сейчас пивоварни Карлсберга назвали бы «инновационными». Бор стал национальной знаменитостью, как только опубликовал свою теорию и начал участвовать в дебатах по ее защите, и благодаря своему влиянию смог сделать Институт ведущим центром исследований в теоретической физике. В одной из комнат института некоторое время жил немецкий физик Вернер Гейзенберг.
В середине 20-х они вместе с Бором в этом самом институте совершали революцию в физике. Именно разговоры и споры с Гейзенбергом подтолкнули Бора к формулированию принципа дополнительности, по которому, в том числе, атом может проявлять себя как частица и как волна. Роль принципа дополнительности была очень велика для физики, Паули всерьез предлагал назвать квантовую механику «теорией дополнительности» по аналогии с теорией относительности. Знаменитый парадокс кота Шредингера, кстати, появился от желания автора доказать неправоту «копенгагенской интерпретации» Бора. Спорили они на протяжении нескольких дней в ходе одной из all physics stars конференций в 1926 году.
Герти рассказывает, что жена Бора была ему невероятно предана и совершенно не обиделась, когда еще в начале карьеры вместо свадебного путешествия муж повез ее в Манчестер к Резерфорду.
Позже он выяснил, что одним из таких веществ является адреналин. Стивен Кинг и «Мизери» Не только научные открытия — идеи художественных произведений тоже приходят во сне. Например, Стивену Кингу приснился сюжет романа «Мизери». Во сне он увидел историю о том, как известный писатель попадает в плен к фанатке-садистке. По воспоминаниям Кинга, ему снилась одинокая женщина с манией преследования. В сарае она держала разную живность, в том числе свою любимицу — хрюшку Мизери с англ. Безумная фанатка назвала животное так в честь героини из романов своего кумира. Позже по роману сняли одноименный фильм. Кэти Бейтс, которая сыграла ту самую фанатку, получила за него Оскар.
Джузеппе Тартини и «Дьявольская соната» Итальянскому композитору Джузеппе Тартини приснилась… музыка! Во сне он продал душу дьяволу, а взамен попросил того сыграть на скрипке. Сатана исполнил прекрасную мелодию — ее и записал проснувшийся композитор. Свое произведение Тартини так и назвал — «Дьявольская соната».
В 1961 году, уже в почтенном возрасте, физик посетил Советский Союз, где впервые попробовал «Жигулевское». На вопрос, понравилось ли ему пиво, Бор хитро ответил: «Главное, что не Tuborg! Поэтому все естественники поддерживают своих благодетелей и пьют только Carlsberg.
Однако широко использоваться оно стало только с появлением первых систем квантовой связи и прототипов квантовых компьютеров. 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.
Нильс Бор Биография и материалы
| Нильс Хенрик Давид Бор | 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. |
| Статьи по теме «Нильс Бор» — Naked Science | 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. |
| Статьи по теме «Нильс Бор» — Naked Science | Нильс Бор действительно был философом, который искал ответы на вечные вопросы бытия, изучая явления окружающего нас физического мира. |