Его главное физическое открытие — догадка о квантовании действия в атомах, модель атома Бора (1912). Текст научной работы на тему «Бор нильс 1885–1962 датский физик-теоретик, иностранный член АН СССР, лауреат Нобелевской премии». 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. Во втором томе помещены работы Нильса Бора, опубликованные после 1925 г. Они охватывают в основном вопросы квантовой механики, квантовой электродинамики и теории атомного ядра. Во втором томе помещены работы Нильса Бора, опубликованные после 1925 г. Они охватывают в основном вопросы квантовой механики, квантовой электродинамики и теории атомного ядра.
Нобелевские лауреаты: Нильс Бор. Физик и футболист
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. Великий физик Нильс Бор, родоначальник квантовой физики, Лауреат Нобелевской премии. Нильс Бор устроил революцию в физике и уже в 37 получил нобелевку. Bor_1 Нильс Бор относится к тем выдающимся людям, великим ученым, которые повлияли на судьбы мира.
Нобелевские лауреаты: Нильс Бор. Физик и футболист
В 1933 году усилиями Бора был учрежден специальный Комитет помощи ученым-беженцам. Многие великие умы Германии после прихода к власти нацистов переехали по приглашению Бора в Копенгаген. Тогда же, в 30-х годах, Бор увлекся ядерной тематикой и внес существенный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций. Он, как и Эйнштейн, «не предвидел, что цепную реакцию можно будет осуществить на протяжении жизни», он лишь предугадывал такую «теоретическую возможность». Через два дня Бор уже летел в Англию полулежа в бомбовом люке самолета Но ученый мир понимал, что даже если есть малая толика возможности того, что подобная сила может стать доступной Гитлеру, это равносильно общемировой трагедии. Чтобы этого не случилось, важно было, в первую очередь, не допустить ареста Бора. Вот почему осенью 1943 года, когда из Берлина в Копенгаген уже был направлен приказ о его аресте, силами Сопротивления Дании Бор был переправлен в трюме рыболовецкой шхуны в Швецию, откуда ему предстояло перелететь на бомбардировщике в Англию. Через два дня Бор уже летел полулежа в бомбовом люке самолета.
Иного пространства для 58-летнего ученого в маневренном, но маленьком самолете просто не было. За спиной у него был парашют, в руках — сигнальные ракеты на случай, если не удастся уйти от огня немецких зениток береговой обороны Норвегии и придется, если опять же не повезет, ожидать помощи в море. Штурмана и пилота он мог слышать лишь через наушники шлемофона, не слишком удобного для его большой головы. Он был предупрежден, что когда они пойдут на высоте, где дышать уже нечем, ему будет дан приказ — «Включить кислород». Он ждал этого приказа, но шлемофон молчал, и он не включал кислород. Над западной Норвегией он потерял сознание. Пилоты, отдавая ему указание, не получали ответа, кричали в микрофон, но тщетно.
Не зная, что стряслось в бомбовом люке, они пошли на снижение. Приземлившись и бросившись к бомбовому люку, они извлекли молчавшего Бора, сжимающего в руках сигнальные ракеты. Он слабо приоткрыл глаза, и пилоты поняли, что произошло: наушники шлемофона просто не доставали ему до ушей — он не мог услышать над Норвегией их команды и остался без воздуха на сверхгималайской высоте. Пилоты, не зная, кто он такой, могли лишь восхититься, каким могучим оказался этот старик, не отдавший душу небесам и сам очнувшийся от обморока. Вот так, хоть и с пересадкой, он долетел до Британии, где чуть позже на вопрос советника Черчилля, взорвется ли эта теоретическая атомная бомба, ответил: «Разумеется, она взорвется, но что будет дальше? Бор не знал и продолжал исследования в Англии и Америке.
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. 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.
Лауреат Нобелевской премии Нильс Нор. Академик Петр Леонидович Капица открывает вечер. За столом - Нильс Бор и профессор Е. Трем выдающимся ученым нашего времени, трем лауреатам Нобелевской премии - академикам Игорю Евгеньевичу Тамму. Николаю Николаевичу Семенову и Нильсу Бору есть о чем поговорить. Сквозь шквал аплодисментов Нильс Бор проходит на сцену. Нильс Бор задумался. Задумался и профессор Е. Лифшиц - его бессменный переводчик в течение всего вечера» Нильс Бор с супругой у входа в Институт физических проблем. Здесь сегодня очень много советских физиков - от совсем юных лаборантов, только что получивших аттестат зрелости, до академиков, имеющих свои научные школы. Много и зарубежных ученых, работающих в лабораториях института или приехавших встретиться с коллегами. Наконец снизу, от входа, где столпилась молодежь, по коридорам института прокатывается шквал аплодисментов. Нильс Бор в сопровождении гостеприимного хозяина этого вечера - директора института академика Петра Леонидовича Капицы - проходит в конференц-зал и поднимается на сцену. Горячо, очень горячо приветствуют одного из крупнейших ученых нашей эпохи, вот уже тридцать два года являющегося почетным членом Академии наук СССР. И тут же - такая уж обстановка сегодня в зале, торжественная и совсем простая, товарищеская - тут же, едва смолкают овации, грохочут стулья, сдвигаемые к сцене, поближе к гостю. Но когда Петр Леонидович Капица встает со своего места, сразу наступает тишина. Даже если бы в этом зале собрались не физики-теоретики, а физики-экспериментаторы... Зал взрывается хохотом, аплодисментами - Капица отдает дань вечному "соперничеству" экспериментаторов и теоретиков. Из задних рядов слышно: - Даже химики! Да, в наше время не только специалисты, но и каждый десятиклассник знаком с моделью атома водорода, построенной Нильсом Бором полвека назад, объединившей классическую механику планетарной модели Резерфорда с квантовой теорией. По залу из рук в руки переходит шутливая народия в стиле известного детского стихотворения о "доме, который построил Джек". А вот ядро в атоме, который построил Бор. А вот электрон... Это не первый его приезд, он был у нас в гостях в тридцать четвертом и в тридцать седьмом годах, когда страна наша еще не запускала спутников в космическое пространство и не строила крупнейших в мире ускорителей. Советская наука в те годы была вэ многом начинающей, и тем ценнее помощь, которую оказал Нильс Бор тогда своими советами, рассказами, а главное - моральной поддержкой, своей верой в наше будущее. Мы никогда не забудем, что в те нелегкие времена Бор был - и навсегда остался - нашим другом. Многие крупные советские ученые в той или иной степени могут считать себя его учениками они работали в знаменитом институте Бора в Копенгагене, в той школе теоретиков, которую прошли все выдающиеся физики нашего времени, создавшие квантовую теорию, теорию ядра и теорию атома. Нас особенно сближает с Нильсом Бором то, что сегодня он вместе с нами в Академик Петр Леонидович Капица открывает вечер. С того времени, как Бор вошел в науку, все достижения квантовой теории так или иначе связаны с его именем, вся квантовая физика прошла через его руки. Нильс Бор - действительно патриарх современной теоретической физики. И я с удовольствием предоставляю ему слово. Бор подходит к микрофону. Он немного сутулится, отчего голова кажется упрямо наклоненной вперед. Громадный лоб перерезан у бровей морщинами. Брови, густые, широкие, придают лицу, пожалуй, немного насупленное выражение, но ощущение это сразу же пропадает, когда он улыбается, настолько обаятельна, заразительна его широкая улыбка. Петр Капица был первым из ваших соотечественников, с кем судьба свела меня в столь давние времена. С тех пор я близко познакомился со многими выдающимися физиками вашей страны, и в первую очередь с Ландау, который работал у нас в Копенгагене. Эти слова, слова дружбы, которые идут от самого сердца, мне было легко произнести. Теперь передо мной более трудная задача говорить с физиками о физике. Я не собираюсь рассказывать сегодня о новейших достижениях современной науки. В этой аудитории есть немало людей, которые могли бы это сделать лучше, чем я.
Датский физик Нильс Бор 28 февраля 1913 года предложил свою теорию строения атома, в которой электрон в атоме не подчиняется законам классической физики. Согласно этой теории электрон вращается вокруг атома по строго стационарным круговым орбитам. Бор ввел понятие квантового соотношения между радиусом орбиты и скоростью электрона. Впоследствии теория Бора была дополнена и переосмыслена.
2. Электричество
- Нильс Бор, рокфеллеровские постдоки и рождение квантовой механики
- Интересные факты о характере и жизни Нильса Бора
- Как появились периодический закон и таблица химических элементов
- Нильс Бор, физика, Нобелевская премия | Журнал ПАРТНЕР
- Нильс Бор, физика, Нобелевская премия | Журнал ПАРТНЕР
Поделиться
- Нобелевские лауреаты 2022: кто и за какие открытия получил премию
- Как появились периодический закон и таблица химических элементов
- Как появились периодический закон и таблица химических элементов
- Бор Нильс. Книги онлайн
135 лет со дня рождения Нильса Бора: лучшие приложения «МЭШ» по физике
Через Фукса идея о роли и политической ответственности ученых в ядерную эпоху была доведена до Ферми, Оппенгеймера и Сциларда, которые решительно выступили против создания водородной бомбы. В своих доводах они были совершенно искренни и не подозревали, что Фукс под нашим влиянием логически подвел их к этому решению. Действуя как антифашисты, они объективно превратились в политических союзников СССР. Директива Берии основывалась на информации, полученной от Фукса в 1946 году, о серьезных разногласиях между американскими физиками по вопросам совершенствования атомного оружия и создания водородной бомбы.
На совещании, состоявшемся в конце 1945 или в начале 1946 года, ученые вместе с Фуксом выступили против разработки «сверхбомбы» и столкнулись с резкими возражениями Теллера. Клаус Фукс отклонил предложение Оппенгеймера продолжить работу с ним в Принстоне, возвратился в Англию и продолжал снабжать нас исключительно важной информацией. С осени 1947 года по май 1949-го Фукс передал нашему оперативному работнику Феклисову основные теоретические разработки по созданию водородной бомбы и планы начала работ, к реализации которых приступили в США и Англии в 1948 году.
Особенно ценной была полученная от Фукса информация о результатах испытаний плутониевой и урановой атомных бомб на атолле Эниветок. Фукс встречался с Феклисовым в Лондоне один раз в 3—4 месяца. Каждая встреча тщательно готовилась и продолжалась не более сорока минут.
Феклисова сопровождали три оперативных работника, чтобы исключить возможность фиксации встречи службой наружного наблюдения британской контрразведки. Фукс и Феклисов так и не были зафиксированы английской контрразведкой. Фукс сам невольно способствовал своему провалу, сообщив службе безопасности, курировавшей английские атомные разработки, что его отец получил место преподавателя теологии в Лейпцигском университете в Восточной Германии.
В это время американские спецслужбы разоблачили нашего агента, курьера Фукса, Голда, он опознал Фукса на фотографии, и американцы сообщили об этом английской контрразведке. В 1950 году Фукса арестовали. После напряженных допросов Фукс признал, что передавал секретные сведения Советскому Союзу.
Его судили, и в обвинительном заключении по его делу упоминалась лишь одна встреча с советским агентом в 1947 году, и то целиком на основе его личного признания. О сотрудничестве Фукса с нашей разведкой и обстоятельствах его ареста рассказал Феклисов в упоминавшемся мною очерке «Героический подвиг Клауса Фукса» и в своей книге «За океаном и на острове». Сведения о развитии атомных исследований в Англии и реальных запасах ядерного оружия в США, переданные Фуксом в 1948 году, совпали с исключительно важной информацией из Вашингтона, полученной от Маклина, который с 1944 года занимал должность секретаря английского посольства в США и контролировал всю канцелярию этого ведомства.
Так, например, Оппенгеймер напоминает мне в значительной мере наших ученых академического типа — Вернадского, Капицу, Сахарова. Они всегда стремились сохранить собственное лицо, стремились жить в мире, созданном их воображением, с иллюзией независимости. Но независимость ученого, вовлеченного в работы громадной государственной важности, всегда остается иллюзией.
А для Курчатова в научной работе главными всегда были интересы государства. Он был менее упрям и более зависим от властей, чем Капица и Иоффе. Берия, Первухин и Сталин сразу уловили, что он представляет новое поколение советской научной интеллигенции, менее связанное со старыми традициями русских ученых.
Они правильно поняли, что он амбициозен и полон решимости подчинить всю научную работу интересам государства. Правительство стремилось любой ценой ускорить испытание первой атомной бомбы, и Курчатов пошел по пути копирования американского ядерного устройства. Вместе с тем не прекращалась параллельная работа над созданием бомбы советской конструкции.
Она была взорвана в 1951 году. Будучи настоящими учеными, Курчатов и Оппенгеймер в то же время были административными руководителями важнейших проектов, имевших судьбоносное значение для мира. Конфликт личных убеждений, научных интересов и административных обязанностей в таком случае неизбежен.
Мы не можем быть им судьями, работа этих людей над бомбой открыла новую эру в науке. Однако дело не только в открытии, суть проблемы в том, что впервые крупнейшие ученые мира действовали не только как носители научных идей, но и как государственные деятели. Надо отметить, что первоначально ни Курчатов, ни Оппенгеймер не были окружены так называемой «научной бюрократией», чиновниками от науки, которые появились в значительных масштабах во второй половине 50-х годов.
В 40-х годах ни одно правительство в мире не могло достаточно эффективно полностью контролировать научно-технический прогресс. Парадокс заключался в том, что и американское, и советское правительства вынуждены были в интересах успешного решения атомной проблемы полагаться на совместную работу с учеными различных мировоззрений, возможно, даже враждебных властям, и приспосабливаться к их запросам, потребностям, экстравагантному поведению. Виднейшие ученые мира, разделяя антифашистские и пацифистские взгляды, полные иллюзий о возможной ведущей роли ученых в мировом правительстве после того, как будет открыта атомная энергия, были склонны делиться достижениями в этой области с учеными-единомышленниками дружественных стран.
Отстаивая свои идеалы, Бор, Оппенгеймер сыграли по существу ту же роль диссидентов-ученых капиталистического мира, что и академик Сахаров в 1960-х годах, открыто выступавший против создания сверхмощного, нового термоядерного оружия и как политический противник советского режима.
В течение следующих двух лет Бор продолжал работать над проблемами, возникающими в связи с ядерной моделью атома. 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.
Это теоретическое исследование в 1906 году было отмечено золотой медалью Датского королевского общества. В последующие несколько лет оно было дополнено экспериментальными результатами, полученными Бором в лаборатории.
В 1910 году Нильс Бор был удостоен степени магистра, а в мае 1911 года защитил докторскую диссертацию по классической электронной теории металлов. В своей работе Бор убедительно доказал важную теорему классической статистической механики, согласно которой магнитный момент любой совокупности элементарных электрических зарядов, движущихся по законам классической механики в постоянном магнитном поле, в стационарном состоянии равняется нулю. В 1913 году увидела свет статья «Теория торможения заряженных частиц при их прохождении через вещество», которую Бор написал после непродолжительной, но весьма плодотворной совместной работы с Эрнестом Резерфордом в Англии. В Копенгагене Бор преподавал в университете, в то же время очень активно работая над квантовой теорией строения атома.
Скорым итогом масштабной работы Бора стали три части статьи «О строении атомов и молекул», опубликованные в том же 1913 году и содержащие квантовую теорию водородоподобного атома. Теория Бора сразу же позволила обосновать испускание и поглощение излучения в сериальных спектрах водорода, а также объяснить наблюдавшиеся ранее водородоподобные спектры с полуцелыми квантовыми числами как принадлежащие ионизированному гелию. Блестящим успехом теории Бора стало теоретическое получение значения постоянной Ридберга.
Затем ученый стимулировал током нерв одного сердца — оно начало биться медленнее. Но самое интересное было дальше: когда Леви добавил раствор из первой колбы во вторую, второе сердце тоже замедлило ритм! Так немец доказал, что нервный импульс рождался с помощью вещества, которое появилось в первом растворе после реакции. 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!
ФутБОРный клуб. Как великие ученые оставили след в спорте
Собственно, первые последствия случились уже в том же, знаковом для Бора, 1911 году: Резерфорд опубликовал статью о своей планетарной модели атома, согласно которой вокруг крошечного ядра, подобно планетам вокруг Солнца, вращались электроны. Но поскольку ядро в модели Резерфорда заряжено положительно, а электроны — отрицательно, то возникал вопрос: как электроны не падают на него. По всем правилам классической механики и законам электромагнитного взаимодействия должно было происходить именно так. Работа у Резерфорда в Манчестере заставила Бора работать над разрешением сложившегося противоречия. Вообще, наставничество «Крокодила» так прозвали новозеландца физики стало для Бора очень важным толчком к развитию. Впоследствии Бор даже писал, что Резерфорд стал для него вторым отцом. Поработав с Резерфордом, Бор вернулся в Копенгаген — преподавать в университете и жениться. Во время свадебного путешествия молодая семья заехала в гости к Резерфордам, и с тех пор научное сотрудничество дополнилось семейной дружбой. Свою гениальную догадку Бор сделал в 1913 году, когда познакомился с формулой Бальмера, описывающей серию спектральных линий атома водорода. Бор понял: существуют орбиты, на которых электроны не теряют энергию.
И таких орбит строго определенное количество, переходя с орбиты на орбиту электрон излучает или поглощает энергию, равную разнице энергий орбит, то есть — квантованно. В 1913 году увидели свет три части статьи Бора «О строении атомов и молекул», которые описывали объединенную квантовую модель атома Бора-Резерфорда. Что любопытно — статья вышла в философском журнале, Philosophical Magazine. С той поры и началось триумфальное шествие Бора по миру физики. Достаточно вспомнить две цитаты о его теории, ставшие классическими. Это было так, точно из-под ног ушла земля и нигде не было видно твердой 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 чутьем — 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».
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. Тем не менее атом Бора сыграл существенную роль моста между миром атомной структуры и миром квантовой теории.
Бор был награжден в 1922 г. Нобелевской премией по физике «за заслуги в исследовании строения атомов и испускаемого ими излучения». При презентации лауреата Сванте Аррениус , член Шведской королевской академии наук, отметил, что открытия Бора «подвели его к теоретическим идеям, которые существенно отличаются от тех, какие лежали в основе классических постулатов Джеймса Клерка Максвелла ». Аррениус добавил, что заложенные Бором принципы «обещают обильные плоды в будущих исследованиях». Бор написал много работ, посвященных проблемам эпистемологии познания , возникающим в современной физике.
Нильс был вратарем одного из ведущих датских клубов, а Харальд полузащитником. В 1908г. Харальд играл за сборную страны на Олимпиаде, где Дания получила серебро, уступив в финале англичанам. От своего начала, физика подразумевала бинарность существования: «атом», элементарная частица либо есть, либо нет; третьего не дано. Квантовая механика сняла уверенность в этой казавшейся незыблемой самоочевидности. Согласно предложенной Бором в конце двадцатых годов интерпретации квантовой механики, субатомные частицы вроде электронов существуют в вероятностном «лимбе» наложенных одно на другое состояний, пока взаимодействие с макроскопическим объектом не выбрасывает их в иное, уже настоящее, наблюдаемое существование. 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.
Тем не менее, Томсон не проявил особого интереса к Бору, поэтому последний решил уйти и направиться в Манчестерский университет..
Отношения с Эрнестом Резерфордом Находясь в Манчестерском университете, Нильс Бор имел возможность поделиться с британским физиком и химиком Эрнестом Резерфордом. Он также был помощником Томсона и впоследствии получил Нобелевскую премию. Бор многому научился от руки Резерфорда, особенно в области радиоактивности и моделей атомов..
С течением времени сотрудничество между учеными росло, а их дружеские связи росли. Одно из событий, в которых оба ученых взаимодействовали в экспериментальной области, было связано с моделью атома, предложенной Резерфордом.. Эта модель была верна в концептуальной области, но было невозможно представить ее, обратив ее в законы классической физики.
Учитывая это, Бор осмелился сказать, что причина этого заключалась в том, что динамика атомов не подчинялась законам классической физики.. Северный институт теоретической физики Нильса Бора считали застенчивым и замкнутым человеком, однако серия очерков, опубликованных в 1913 году, принесла ему широкое признание в научной сфере, что сделало его признанным общественным деятелем. Эти очерки были связаны с его концепцией строения атома.
В 1916 году Бор отправился в Копенгаген и там, в своем родном городе, он начал преподавать теоретическую физику в Университете Копенгагена, где он учился.. Находясь в этом положении и благодаря известности, приобретенной ранее, Бор получил достаточно денег, необходимых для создания в 1920 году Северного института теоретической физики.. Датский физик руководил этим институтом с 1921 по 1962 год, когда он умер.
Позднее институт изменил свое название и был назван Институтом Нильса Бора в честь его основателя.. Очень скоро этот институт стал эталоном с точки зрения наиболее важных открытий, сделанных в то время, связанных с атомом и его конформацией.. За короткое время Институт теоретической физики Северных стран был наравне с другими университетами с большим количеством традиций в этой области, такими как немецкие университеты Геттингена и Мюнхена..
Школа Копенгагена 1920-е годы были очень важны для Нильса Бора, поскольку в те годы он издал два основополагающих принципа своих теорий: принцип соответствия, изданный в 1923 году, и принцип взаимодополняемости, добавленный в 1928 году.. Вышеупомянутые принципы стали основой, на которой начала формироваться Копенгагенская школа квантовой механики, также называемая копенгагенской интерпретацией.. Эта школа нашла неблагоприятное в таких великих ученых, как тот же Альберт Эйнштейн, что после противостояния перед разнообразными экспозициями она в итоге признала Нильса Бора одним из лучших научных исследователей того времени..
С другой стороны, в 1922 году он получил Нобелевскую премию по физике за свои эксперименты, связанные с атомной перестройкой, и в том же году родился его единственный сын, Ааге Нильс Бор, который в конечном итоге обучался в институте под председательством Нильса. Позже он стал его директором и, кроме того, в 1975 году получил Нобелевскую премию по физике..
Нильс Бор: деятельность физика – лауреата нобелевской премии
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. 18 ноября 1962 года скончался датский физик-теоретик Нильс Бор, один из создателей современной физики. Бор открыл структуру атома в 1913 году. Оказавшись в Манчестерском университете, Бор стал работать в лаборатории Эрнеста Резерфорда. В 1911 году Нильс Бор получил степень доктора физики в Копенгагенском университете. Получивший известность в качестве основоположника квантовой теории, Нильс Бор глубоко погружался не только в науку, но также в религию и философию. В 1910 году Нильс Бор получил звание магистра университета, через год защитил диссертацию, после чего получил докторскую степень.
Не только таблица Менделеева: 6 великих открытий, сделанных во сне
Нильс Хенрик Давид Бор родился 7 октября 1885 года в Копенгагене, в семье профессора физиологии. Нильс Бор начал с открытий, сделанных Резерфордом, и продолжал развивать их, пока не смог наложить на них свой отпечаток. Нильс Бор устроил революцию в физике и уже в 37 получил нобелевку. 18 ноября 1962 года скончался датский физик-теоретик Нильс Бор, один из создателей современной физики. Бор Нильс (1885–1962), датский физик, создатель первой квантовой теории атома, президент Датской королевской АН (с 1939).
Новость детально
создатель квантовой физики, которую многие предлагали назвать теорией дополнительности. Нильс Бор писал, что этому открытию он обязан сну. В 1903 году Нильс Бор поступил в Копенгагенский университет, где изучал физику, химию, астрономию, математику.
История Бора
Альберт Эйнштейн и Нильс Бор В 1932 году Бор с семьёй переехал в так называемый «Дом чести» — резиденцию самого уважаемого гражданина Дании. Здесь его посещали знаменитости не только научного например, Резерфорд , но и политического мира президенты и премьер-министры различных стран, королевская чета Дании, английская королева Елизавета. В 1930-е годы Бор увлёкся ядерной тематикой, переориентировав на неё свой институт: благодаря известности и влиянию, он сумел добиться выделения финансирования на строительство у себя в Институте новых установок. Сам он внёс в это время существенный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций.
В 1936 году Бор, опираясь на существование недавно наблюдавшихся нейтронных резонансов, сформулировал фундаментальное для ядерной физики представление о характере протекания ядерных реакций. В 1944 году в своём меморандуме на имя президента Рузвельта Бор призвал к полному запрещению использования ядерного оружия, к обеспечению строгого международного контроля за ним и, в то же время, к уничтожению всякой монополии на мирное применение атомной энергии. Своим самым ценным вкладом в науку сам Бор считал принцип дополнительности.
Он пытался расширить его применение на другие области человеческой деятельности — психологию, биологию, культуру.
Результатом стало открытие т. Открытие Бора было с радостью встречено всеми научными институтами мира и было признано самым научным из всех научных открытий за всю историю науки. Правительствам пришлось мириться с новой научной парадигмой и учесть её при дальнейшем финансировании научных направлений. После успеха своего «принципа соответствия» Бор в 1927 году вывел т. Также данный принцип включал в себя научное обоснование невозможности полного описания судьбы этих перечислений, так как подобное описание требует применения двух взаимоисключающих параметров классической бухгалтерии, что входило в противоречие с таким принципом классической бухгалтерии, как «непротиворечивость». Заручившись поддержкой многих учёных, Бор добился признания «принципа дополнительности» научным и доказанным. В 30-х годах Бор переехал жить в дом к создателю пивоваренной компании Carsberg, где жил по соседству с пивоваром Иваном Тарановым.
Насколько безбедно человек в Дании мог на нее жить?
Тогда это были очень приличные деньги, примерно соответствовавшие зарплате экстраординарного профессора в Германии, но только временные, потому что стипендию можно было получить на год и иногда продлить на второй, но не дольше. При этом из-за бойкота немецких или австрийских ученых совсем не ждали во Франции или Великобритании. Возможных мест, где их могли принять, было сравнительно немного. Копенгаген для некоторых них — или для их профессоров — представлялся удобным вариантом того, что сейчас бы назвали научным «офшором». Нейтральная страна хоть и имевшая прежде конфликт с Германией, но не воевавшая в последней войне , культурно и географически близкая, где тебя вполне гостеприимно встретят, куда можно поехать, не теряя связи с академической жизнью на родине, и при этом получить щедрую американскую стипендию. Первой задачей книги, тем самым, было выяснить, благодаря какому сочетанию разного рода факторов — политических, дипломатических, научных, финансовых и экономических — у Бора появился уникальный шанс создать мировой исследовательский центр в крошечной стране, несмотря на недостаток местных ресурсов, и как он сумел превратить этот мизерный шанс в реальность. Это была действительно уникальная комбинация разного рода обстоятельств, которые сложились после окончания Первой мировой войны и продолжались примерно до конца 1920-х годов. В другое время и в несколько другой ситуации это было бы вообще практически нереально. Например, Бор пытался повторить что-то похожее и после Второй мировой войны, но прежние методы уже не сработали. Она о том, каким образом динамика производства научного знания изменилась благодаря кочующей между разными странами и университетами толпе постдокторантов.
Девятнадцатый век был веком создания большинства научных дисциплин, многие из которых возникли в немецких университетах, с помощью подготовки докторских диссертаций. Для физической химии, например, главным центром был институт, организованный Вильгельмом Оствальдом в Лейпцигском университете. В нем было помещение и необходимые приборы для большого числа учеников, местных и иностранцев, которым профессор давал темы докторских исследований в рамках определенной им программы и которые, защитив диссертации, разъезжались по миру, основывая новые кафедры и распространяя эту новую область науки. Дания стала одним из тех редких нейтральных мест в Европе, где ученые из Англии и Германии могли спокойно встречаться друг с другом, обсуждать научные проблемы на конференциях наравне, как коллеги, и даже сотрудничать, не слишком отвлекаясь на политические трения В квантовой теории несколько влиятельных профессоров, в том числе Бор, тоже пытались направлять исследовательский процесс и контролировать развитие этой научной дисциплины, каждый как директор в своем собственном институте, в частности давая задания ученикам и решая, какие статьи можно было послать в печать. Но к середине 1920-х резко увеличившееся количество постдоков, их временный, кочевой образ жизни и работы, внешние источники финансирования и частые переезды из одного центра в другой, с отличающейся исследовательской программой, превысили возможности эффективного контроля со стороны профессоров и директоров. Они председательствовали в процессе, писали рекомендации для получения стипендий и принимали временных исследователей у себя в лабораториях, но уже не могли так же уверенно, как раньше, давать исследовательские задания, определять методы решения и направление работы всего института. Инициатива выдвижения новых стратегических идей все чаще переходила к коллективному постдоку, молодежному, недисциплинированному и транснациональному. И идеи эти часто сочинялись на ходу, в результате обмена, случайных встреч или в процессе переезда из одного места в другое. Поколение Гейзенберга и Паули впоследствии стало настолько знаменитым, что их трудно без специального мысленного усилия представить блестящими молодыми дарованиями без копейки денег, постоянной работы и гарантированного профессионального будущего. Но сам Паули в письме 1923 года сравнивал неопределенность траектории своей собственной будущей карьеры с непредсказуемой судьбой квантовой частицы: «Точно известно только то, что наступающий семестр я проведу в Гамбурге...
Идеи новой квантовой механики появились в головах у молодых ученых, не имевших еще постоянной работы, для которых прежние, более предсказуемые пути научной карьеры оказались нарушенными из-за экономических и политических неурядиц послевоенного времени. Но им представилась возможность воспользоваться новыми, хоть и более неопределенными, переходами из одного метастабильного постдокторантского состояния в другое, которые при этом уводили их из области влияния одного учителя и профессора к другому. В процессе этих переходов у учеников возникала новая, прежде недоступная, степень интеллектуальной свободы, которой они в определенной мере смогли воспользоваться. Вернер Гейзенберг и Вольфганг Паули researchgate. Экспериментаторы же больше, наверное, привязаны к инфраструктуре. Вообще, динамика отношений между экспериментом и теорией менялась в разные периоды. Иногда теория забегала вперед и подсказывала, что делать. Иногда наоборот, она отставала от экспериментов. Но в принципе, экспериментаторы действительно больше зависят от конкретных мест, от инструментов. И им обычно нужно больше времени, чтобы сделать свои работы, то есть цикл производства результатов медленнее.
Для теоретиков же был еще один важный фактор, который повлиял на квантовую революцию, — скорость публикаций и распространения информации. Сейчас есть интернет и препринты, а тогда это зависело прежде всего от того, как быстро журналы могли напечатать новую работу. Журналы 1920-х годов, в которых публиковались квантовые физики, были способны напечатать поступившую статью за два-три месяца, а весь цикл от одной статьи поступившей в журнал, опубликованной и после этого использованной уже другим автором в статье и тоже посланной в журнал для публикации, часто мог уложиться в полгода, а иногда даже всего в четыре месяца. Благодаря такой скорости за полтора года после первой статьи Гейзенберга лета 1925 года новая квантовая механика набрала больше 200 статей примерно 80 авторов из разных стран мира. Журналы 1920-х годов, в которых публиковались квантовые физики, были способны напечатать поступившую статью за два-три месяца, а весь цикл от одной статьи поступившей в журнал, опубликованной и после этого использованной уже другим автором в статье и тоже посланной в журнал для публикации, часто мог уложиться в полгода, а иногда даже всего в четыре месяца — Для нынешних научных журналов это практически невозможно. И поскольку не было более мощных технологий, печатные журналы были главным средством информации, и они старались публиковать быстро. А вторая линия — это революция постдоков. Но ведь у Бора должны были быть условия, которые позволяли ему принимать таких постдоков? Как и многие европейские университеты, копенгагенский ориентировался на то, как развивались дела в соседней Германии, но с некоторым отставанием. Например, к концу девятнадцатого века в большинстве больших немецких университетов уже был физический институт, то есть специальное здание, обычно трехэтажное, с лекционным залом человек на сто, комнатами для учебного практикума студентов, лабораторными помещениями в подвале для собственно научных исследований профессора, его ассистентов и учеников.
И не забыть про квартиру, где жила семья профессора, который настаивал, чтобы университет обеспечил ему служебное жилье в здании института, чтобы ему сподручнее было всем этим хозяйством управлять. В Дании это появилось только после того, как в 1917 году Бор получил деньги на строительство аналогичного, но небольшого института. При первом личном посещении меня больше всего смутили маленькие размеры этого здания на окраине Копенгагена, несопоставимо скромного по физическим размерам по сравнению с тем образом великого научного центра мировых открытий, который сложился в голове после чтения историко-научной литературы. У Дании были какие-то амбиции? Торговля Дании сильно выиграла во время мировой войны, хотя вскоре после ее окончания в стране тоже начался экономический кризис, как и во всей Европе. Еще интересен колониальный аспект этой истории, поскольку часто забывается, что Дания, несмотря на малость, — это еще и империя с заморскими территориями. В 1916 году они продали США свою часть Виргинских островов в Карибском море, по причине или под предлогом того, что эти острова легко могли быть захвачены Германией. Часть полученных от этой продажи средств и пошла на строительство физического института для Бора. Появляются рокфеллеровские стипендиаты. И он начинает свою деятельность по созданию мирового центра?
Если бы не война, то главный центр квантовой физики возник бы, конечно, в Германии. И даже понятно где: в Мюнхене, у Зоммерфельда, в его развивающейся школе. Он подготовил десятки самых сильных теоретиков, в том числе Паули и Гейзенберга. Но после войны Германия оказалась в международной изоляции, а Бор стал принимать у себя молодых немецких докторов, в том числе самых блестящих из Мюнхена, с зоммерфельдовской подготовкой, а потом еще и из Геттингена. По абсолютным меркам их было в целом не так много. За десять лет, с 1916 по 1927 год, всего в институте Бора работало примерно шестьдесят приезжих ученых из разных стран.
К дому была подведена труба, по которой Бору поставляли пиво в неограниченных количествах. Ученый его семья, родственники и гости могли бесплатно пить пиво напрямую с завода. Возможно эта цитата великого датского физика, появилась когда он наливал в кружки пиво, из своего кухонного крана.
Нобелевские лауреаты 2022: кто и за какие открытия получил премию
Начиная с 1944 года Нильс Бор включается в активную политическую борьбу. Прежде чем перейти непосредственно к биографии Нильса Бора, хотелось бы описать вкратце его научные открытия и достижения. 2 Вклад и открытия Нильс Бор.