Текст научной работы на тему «Бор нильс 1885–1962 датский физик-теоретик, иностранный член АН СССР, лауреат Нобелевской премии». В 1910 году Нильс Бор был удостоен степени магистра, а в мае 1911 года защитил докторскую диссертацию по классической электронной теории металлов. Великий физик Нильс Бор, родоначальник квантовой физики, Лауреат Нобелевской премии.
Так рождалась квантовая физика. Hильс Бор в Институте физических проблем Академии наук СССР
| История Бора | Нильс Бор всемирно известен как один из самых важных учёных 20-го века за его инновационное открытие структуры атомов. |
| Нобелевские лауреаты: Нильс Бор. Физик и футболист | Нильс Бор всемирно известен как один из самых важных учёных 20-го века за его инновационное открытие структуры атомов. |
#Нильс Бор
Его отец Кристиан был профессором физиологии в местном университете, а мать Эллен происходила из состоятельной еврейской семьи. У Нильса был младший брат Харальд. Родители постарались сделать детство сыновей счастливым и насыщенным. Положительное влияние семьи, и в частности матери, сыграло важнейшую роль в становлении их душевных качеств.
Образование Начальное образование Бор получил в Гаммельхольмской школе. В школьные годы он увлекался футболом, а позже — лыжным и парусным спортом. В двадцать три года Бор стал выпускником Копенгагенского университета, в котором его считали необычайно одаренным физиком-исследователем.
За дипломный проект, посвященный определению поверхностного натяжения воды с помощью вибраций водной струи, Нильса наградили золотой медалью от Датской королевской академии наук. Получив образование, начинающий физик Бор Нильс остался работать в университете. Там он осуществил ряд важнейших исследований.
Одно из них было посвящено классической электронной теории металлов и легло в основу докторской диссертации Бора. Нестандартное мышление Однажды к президенту Королевской академии, Эрнесту Резерфорду, обратился за помощью коллега из копенгагенского университета. Последний намеревался поставить своему студенту самую низкую оценку, в то время как тот считал, что заслуживает оценки «отлично».
Оба участника спора согласились положиться на мнение третьего лица, некого арбитра, которым и стал Резерфорд. Согласно экзаменационному вопросу, студент должен был объяснить, как с помощью барометра можно определить высоту здания. Студент ответил, что для этого нужно привязать барометр к длинной веревке, подняться с ним на крышу здания, опустить его к земле и замерять длину веревки ушедшей вниз.
С одной стороны, ответ был абсолютно верным и полным, но с другой — он имел мало общего с физикой. Тогда Резерфорд предложил студенту еще раз попытаться ответить. Он дал ему шесть минут, и предупредил, что ответ должен иллюстрировать понимание физических законов.
Через пять минут, услышав от студента, что он выбирает лучшие из нескольких решений, Резерфорд попросил его досрочно ответить. На это раз студент предложил подняться с барометром на крышу, сбросить его вниз, замерять время падения и, воспользовавшись специальной формулой, выяснить высоту. Этот ответ удовлетворил преподавателя, однако он с Резерфордом не могли отказать себе в удовольствии прослушать остальные версии студента.
Следующий способ был основан на измерении высоты тени барометра и высоты тени здания, с последующим решением пропорции. Это вариант понравился Резерфорду, и он с энтузиазмом попросил студента осветить оставшиеся способы. Тогда студент предложил ему самый простой вариант.
Нужно было просто прикладывать барометр к стене здания и делать отметки, а затем сосчитать количество отметок и умножить их на длину барометра. Студент считал, что столь очевидный ответ точно нельзя упускать из виду. Дабы не прослыть в глазах ученых шутником, студент предложил и самый изощренный вариант.
Привязав к барометру шнурок — рассказывал он, — нужно раскачать его у основания здания и на его крыше, замерев величину гравитации. Из разницы между полученными данными, при желании можно узнать высоту. Кроме того, раскачивая маятник на шнурке с крыши здания, можно определить высоту по периоду прецессии.
Элиас Хоув и швейная машинка Элиас Хоув, создавший в 1845 году швейную машинку, перед этим долго мучился, не зная, как расположить игольное ушко так, чтобы нить цеплялась с противоположной стороны ткани. Однажды ему приснилось, что он окружён хороводом дикарей, взявших его в плен. Они плясали вокруг него, потрясая копьями, и он заметил, что эти копья имеют ушко сразу под острием. Проснувшись, он переместил игольное ушко в противоположный конец иголки — к острию, и проблема была решена. Google В 1996 г. Он записал увиденное во сне. Конспект стал основой алгоритма для поисковой системы. Так родился Google. И знаете, да — что если нет под рукой карандаша с блокнотом, то наутро все непременно забудешь?
Вот и мне приснился такой сон, когда мне было 23 года. Вдруг проснувшись, я задумался: а что, если бы мы могли скачать весь интернет, сохранить все ссылки и… Я схватил ручку и начал писать! Иногда важно проснуться и перестать мечтать. Искусство изготовления таких мечей считалось утерянным, потому что во время «культурной революции» коммунисты сжигали книги о традиционной культуре.
Но по уставу правила фонда были сформулированы как бы для всех, то есть просто так исключить было бы неприлично. В результате получилось, что никаких институциональных грантов для советских лабораторий фонд не выделил, но молодые ученые из СССР из разных дисциплин — общим количеством примерно пятьдесят за десять лет — получили стипендии на поездку сроком на год в Европу по заявкам европейских профессоров. В том числе большинство из названных мной выше советских квантовых теоретиков.
Для них главным рекомендателем и покровителем в Европе был лейденский профессор Пауль Эренфест, который до войны несколько лет проработал в Петербургском университете. Ландау на инвалидной коляске, Гамов на мотоцикле и Эдвард Теллер на лыжах, играют с сыновьями Бора, Оге и Эрнстом, перед зданием института в Копенгагене. Наверно, без этого советские квантовые исследования шли бы не так интенсивно… — Безусловно. Но они начали заниматься квантовой теорией еще до этих поездок. И именно на основе тех первых работ, которые они опубликовали еще находясь в Советском Союзе, они и были отобраны. И когда наши физики поехали в ее главные центры, они и себя показали, и мир посмотрели, и сразу оказались включенными в международное сообщество. Для успешной социализации в науке помимо таланта очень важно еще оказаться в правильном месте и в нужное время.
В СССР, после возвращения, они стали лидерами в теоретической физике на многие годы. Первую можно по-простому сформулировать: «Почему Копенгаген? Дания — страна очень маленькая. Лишних средств нет. Университет тогда был один, профессоров физики — два или три на всю страну. Аспирантов своих они редко готовили, поскольку незачем. Если нет профессорских мест, к чему защищать докторскую диссертацию?
Попробуйте теперь представить себе, каким образом, даже будучи самым гениальным из всех профессоров, но в крошечной стране, без каких-либо существенных финансовых или людских ресурсов, вы могли бы создать международный научный центр, не просто конкурирующий с главными центрами великих держав, а доминирующий в мировом масштабе в какой-нибудь важной дисциплине, например в теоретической физике? А Бор ее ставил сознательно? Благодаря своему нейтральному статусу скандинавские страны получили возможность и обязанность стать важной площадкой послевоенного восстановления международного сотрудничества и тем самым получить больший вес в мировой науке. Похожая стратегия помогла и другой скандинавской стране — Швеции — повысить престиж Нобелевских премий до максимума. Они могли в один год присудить премию французу, в другой — немцу, а потом англичанину или американцу. И тем самым заставить и тех и других признать объективный авторитет своей премии, которого в то время не могло быть у научных премий, присуждавшихся в Германии или Великобритании. Попробуйте теперь представить себе, каким образом, даже будучи самым гениальным из всех профессоров, но в крошечной стране, без каких-либо существенных финансовых или людских ресурсов, вы могли бы создать международный научный центр доминирующий в мировой масштабе С аналогичной целью в 1919 году в Дании создали специальный фонд Раск-Эрстед для финансирования международной активности датской науки.
Бор пользовался им — еще до рокфеллеровских грантов — как источником средств, чтобы пригласить нескольких молодых ученых и ассистентов. В первые годы эти ученые приезжали к нему в Копенгаген в основном из других скандинавских и нейтральных стран или из небольших стран Восточной Европы. Потому что не так-то просто было склонить даже молодого и не имеющего постоянной работы ученого, скажем, из Великобритании к идее, что ему стоит поехать в Копенгаген на год или два. В любом случае ему потом пришлось бы продолжать искать работу у себя на родине, в большой стране, в которой Данию если и замечали, то относились свысока, как к не очень важной в науке, провинциальной и не добавляющей престижа академической карьере. Но зато — и этим Бор смог воспользоваться позже — в 1920-х годах 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. Другим важным фактором, помимо скандинавской нейтральности, стала инфляция и экономические трудности в Центральной Европе. Германия вкладывала большие ресурсы в науку и по качеству подготовки докторов считала себя не имеющей равных в мире.
Существовал типичный сценарий научной карьеры, который предусматривал перемещения если и за границу, то в пределах академического пространства немецкоязычных университетов. Профессора контролировали бюджет и продвижение своих учеников, а последним важно было, чтобы их знали и ценили прежде всего в самой Германии. Но в условиях гиперинфляции в сложившейся немецкой научной системе возник провал, прежде всего на промежуточном этапе карьеры, который назывался «приват-доцент», между защитой диссертации и получением первой профессорской ставки. В условиях экономического кризиса, когда немецкие профессора потеряли возможность поддерживать на прежнем уровне работу своих молодых учеников, перспектива получения рокфеллеровской стипендии стала для последних необычайно привлекательной. Так что третьим фактором стали филантропические, прежде всего американские, деньги и постдокторантские стипендии. Лев Ландау и Георгий Гамов во дворе дома третьего великого физика Нильса Бора в Копенгагене, где они проходят стажировку. Посередине сын Нильса Бора.
Копенгаген, Дания, 1929 год Wikipedia — Насколько велика была стипендия? 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.
Летом того же года Нильс Бор и Джон Уилер представили статью "Механизм деления ядер", в которой было дано объяснение механизма деления ядра на основе капельной модели. Это модель, которая могла бы предсказать деление ядер, начала активно работать при объяснении его механизма. Открытие ученых стало прорывом в ядерной физике и позволило создать как ядерное оружие, так и атомные реакторы. Исследования по вопросам деления ядра проводились различными физиками много лет. После этого Бор, Френкель и Уилер создали теоретическую модель капельного ядра и составное ядро, что вплотную приблизило их к открытию деления урана.
В 1934 году была открыта искусственная радиоактивность, но еще пять лет потребовалось на открытие процесса деления ядра. В этом вопросе помогли опыты немецких физиков Отто Гана и Фрица Штрассера. На основании этих опытов Отто Фриш и Лиза Мейтнер дали физическое объяснение процесса деления ядра урана, о чем Фриш незамедлительно сообщил Бору. Во вскоре опубликованной статье Фриш и Мейтнер впервые употребили термин "деление", подсказанный Фришу американским биологом Арнольдом. Праздник Сегодня отмечается День Австралии.
Исследование Нильса Бора: теоретик и создатель современной физики
| Статьи по теме «Нильс Бор» — Naked Science | Нильс Бор рос в среде ученых, с детства проявляя интерес к различным открытиям и изобретениям. |
| Нобелевку дали за ответ на вопрос, «играет ли Бог в кости» - МК | Обзор основных научных достижений Нильса Бора, их влияния на развитие физики и научные открытия, которые сделали его выдающимся ученым. |
| Нильс Хенрик Давид Бор - Биография | В 1917 года Нильс Бор вошел в Датское королевское общество, а с 1939 года стал его президентом. |
| Нильс Бор: деятельность физика – лауреата нобелевской премии | В этот день, 26 января 1939 года, известный датский физик Нильс Бор, выступая на конференции по теоретической физике в Вашингтоне, рассказал об открытии деления урана. |
НИЛЬС БОР: БИОГРАФИЯ И ВКЛАД - НАУКА - 2024
Во втором томе помещены работы Нильса Бора, опубликованные после 1925 г. Они охватывают в основном вопросы квантовой механики, квантовой электродинамики и теории атомного ядра. Нильс Бор рос в среде ученых, с детства проявляя интерес к различным открытиям и изобретениям. 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. директора института академика Петра Леонидовича Капицы - проходит в конференц-зал и поднимается на сцену.
Нейтрино доносят до нас сообщения о том, что происходит в глубинах космоса
Например, того, кто доказал существование в атомах положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов вокруг него или кто открыл закон плавания тел, ставший основой гидростатики. Датский физик Нильс Бор внес весомый вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций. Именно он в 1913 году предложил модель строения атома, в которой электроны могут двигаться только по определенным орбитам, не излучая энергию, а ее излучение или поглощение происходит лишь в момент перехода с одной орбиты на другую. Повторить тему строения атома и атомного ядра поможет одноименное интерактивное приложение.
Вклад в науку В 1917 года Нильс Бор вошел в Датское королевское общество, а с 1939 года стал его президентом. Физик получил известность как автор первой квантовой теории атома и активный участник разработки основ квантовой механики. Ученый также внес значительный вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой. Ученый ушел из жизни 18 ноября 1962 года.
Похожие авторы.
Впоследствии идея из сна трансформировалась в алгоритм для поисковой системы. А Ларри Пейдж стал одним из основателей Google. Элиас Хоу и швейная машинка Отцом швейной машинки часто называют Исаака Зингера, хотя на на самом деле к ее созданию приложили руку многие изобретатели. Одним из них был Элиас Хоу. Он пытался понять, где в механизме должно быть игольное ушко. Изначально оно располагалось на тупом конце, как и у обычное иглы, но это мешало протягивать иглу через ткань. Как-то ночью Хоу приснилось, что он попал к дикарям, которые требовали создать швейную машинку для их вождя. Туземцы угрожали ему странными копьями — с дырками на наконечниках, у самого острия.
Наутро изобретатель понял, что в машинке игольное ушко должно быть у острого конца иглы, а не у тупого, как раньше. Отто Леви и нервный импульс При помощи нервной системы мозг получает информацию о том, что происходит в теле и в окружающем мире. Немецкий ученый Отто Леви пытался выяснить, как именно передаются эти сигналы от одной нервной клетки к другой. Варианта было два: электрический импульс и химическая реакция. Сам Леви склонялся ко второй идее, но никак не мог придумать эксперимент, который доказал бы его гипотезу.
Праздник Сегодня отмечается День Австралии. Праздник был учрежден в честь начала освоения Зеленого континента европейцами. В 1788 году, 26 января, капитан Артур Филипп высадился в бухте Сиднея, поднял британский флаг и основал первую колонию — Новый Южный Уэльс. Новое поселение назвали Сидней в честь Томаса Тауншенда, первого виконта Сиднея, секретаря Британской империи в 1784-89 годах, который и отдал приказ отправить флот. На кораблях британского флота, прибывшего в Австралию, находились 192 женщины-заключенные, 564 мужчины, 450 матросов, гражданский и военный персонал, 28 жен и 30 детей. До 1808 года этот день отмечался как День первой высадки или День Основания. В 1818 году — на 30-летие колонии — губернатор Маккуаэри велел произвести салют из 30 орудий и дал государственным служащим выходной. Вскоре эту традицию переняли банки и многие общественные организации. В 1888 году все столицы колоний за исключением Аделаиды отпраздновали столетие высадки первого флота как День юбилея, а к 1935 году все штаты страны праздновали 26 января как День Австралии. Герой В канадском городе Брантфорд 26 января 1961 года родился будущий хоккеист Уэйн Гретцки, которому было суждено переписать большинство рекордов североамериканского хоккея.
ФутБОРный клуб. Как великие ученые оставили след в спорте
Нильс Бор прожил 77 лет и умер от сердечного приступа в 1962 году. Однако мы решили остановить свой выбор на Терлецком — он мог бы произвести своей широкой эрудицией и осведомленностью нужное впечатление на Нильса Бора. В 1903 году Нильс Бор поступил в Копенгагенский университет, где изучал физику, химию, астрономию, математику. 26 января 1939 года на конференции по теоретической физике в Вашингтоне Нильс Бор сообщил об открытии деления урана.
История Бора
2 Вклад и открытия Нильс Бор. Датский физик Нильс Бор внес весомый вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций. Датский физик Нильс Бор смог описать современную модель атома благодарю сну о солнечной системе.
#Нильс Бор
Он ввел в структуру атома постоянную Планка и сформулировал принцип соответствия. Мы не будем описывать и формулировать этот принцип, но заметим, что он связал классическую физику с новыми квантовыми явлениями. Но уже в середине 1920-х годов эта связь была прервана. Произошел драматический поворот, который изменил сами представления о том, что такое физика. По стопам Бора уже шли молодые физики. Это выразилось в создании под руководством Н. Бора Копенгагенской школы физики. В 1923 году Бор начал осознавать, что квантовая прерывность в мире бесконечно малого взаимообмен энергией является дискретным была первым сигналом невозможности представить мир бесконечно малого в виде простой миниатюры, что послужило дальнейшим толчком в развитии квантовой механики. А теперь обратимся непосредственно к истории ученого. Нильс Бор родился в Копенгагене 7 октября 1885 года. Там Эллен познакомилась с преподавателем физиологии Кристианом Бором.
Он и стал впоследствии ее мужем.
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».
С детства полюбил футбол. Играя многие годы на позиции вратаря клуба «Академикс», Нильс начал медленно догадываться, что пролетает мимо всех нобелевских премий и банковских должностей, и от отчаяния поступил в Копенгагенский Университет — ума набираться. Прослушав две лекции по физике , Бор решил, что ему толкают лажу, и вообще с такой физикой светлое будущее не построишь. Припомнив манеру игры своей бывшей футбольной команды и её тактические построения, Бор изобрёл квантовую механику , а вспомнив манеру ведения дел в клубе со стороны директора — квантовую бухгалтерию. Не собираясь останавливаться на достигнутом, Бор поехал в лазарет своей любимой команды, где, глядя на то, что оставалось от коллег после жёстких футбольных единоборств, написал статью «О строении атомов и молекул». Научная деятельность[ править ] В 1921 году Бор открыл институт имени себя, в котором, получив финансирование от датских властей, впервые подверг экспериментальной проверке теорию квантовой бухгалтерии. Результатом стало открытие т.
После выходит его статья «О строении атомов и молекул» в журнале Philosophical Magazine. Её публикуют по частях, растягивают теоретическую часть от июля до декабря. В ней Бор описывает квантовую теорию водородоподобного атома. Эта работа стала настоящей революцией того времени. Даже годы спустя физики признавали, что исследования Бора были величайшим шагом в изучении атомов и их строения. Свой институт и «Нобель» В 1914 Резерфорд пригласил Бора пожить в Манчестере, заодно и начать преподавать математическую физику в университете. Там учёный остаётся следующие два учебных года. В это же время он продолжает исследования, на основании которых развивает свою теорию, даже пытается перенести её на многоэлектронные атомы. Но идея оказывается тупиковой. В июне 1916 Бор вернулся столицу и снова приступил к чтению лекций в университете на своей кафедре. Но работать под чьим-либо руководством Бор не хотел, поэтому обратился к правительству с просьбой выделить денег на строительство отдельного института для себя и своих единомышленников. Через четыре года состоялось торжественное открыли Института теоретической физики в наше время он носит имя Бора. В 1918 выходит его статья «О квантовой теории линейчатых спектров», в ней он формулирует принцип соответствия и выводит взаимосвязь между квантовой теорией и классической физикой. В 1922 Бору присудили Нобелевскую премию по физике за его изучение строения атома. Все свои открытия в этой отрасли Бор озвучит на открытой лекции перед студентами в конце того де года в Стокгольме. Ещё один Эйнштейн В 1925 возникает такое понятие как «квантовая механика». В результате многолетних опытов и опровержения нескольких теорий, Бор формулирует принцип дополнительности. В его основа лежит теория о том, что микрочастица получает свои динамические характеристики в зависимости от того, во взаимосвязи с какими объектами она пребывает. Этот принцип некоторые учёные считали настолько важным, что даже предлагали всю квантовую механику называть в его честь, проведя аналогию с теорией относительности Эйнштейна. В 1930-х годах Бор чрезвычайно увлёкся темой ядерной физики.
7 интересных фактов из биографии Нильса Бора
Подписка Отписаться можно в любой момент. Он был одним из самых выдающихся физиков-ядерщиков ХХ века, лауреатом Нобелевской премии, но его «полуеврейское» происхождение не соответствовало нацистским стандартам, а отказ от сотрудничества с нацистами грозил ему смертью. Во время оккупации Дании, осознав, что его арест неизбежен, он вынужден был бежать из Копенгагена сначала на рыбацкой лодке в Швецию, оттуда в бомбоотсеке военного самолета - в Шотландию, а операция по его спасению стала одной из самых крупных и опасных операций во времена Холокоста. Его отец был профессором физиологии Копенгагенского университета, мать происходила из еврейской семьи банкиров. Нильс Бор рос в среде ученых, с детства проявляя интерес к различным открытиям и изобретениям. В семье никто не сомневался, что в будущем он будет заниматься наукой. После окончания школы юноша поступил в Копенгагенский университет, где начал изучать физику, спустя семь лет защитил докторскую диссертацию, был приглашен на работу в Кембридж, а затем в Манчестер, где начал сотрудничать с Эрнестом Резерфордом, основателем ядерной физики. Именно здесь проводились исследования, которые впоследствии привели Бора к мировой славе, а Розерфорд, с которым они очень подружились, стал для него «вторым отцом».
Спустя год Нильс Бор женился на Маргрете Норлунд, и этот брак оказался счастливым. На протяжении всей последующей жизни супруга была его самым близким другом и советчиком. У них родилось шестеро сыновей, один из которых Оге Бор пошел по стопам отца и стал известным физиком. Весной 1916 года Бор вернулся в Данию, где ему предложили престижную должность профессора в Копенгагенском университете, который теперь носит его имя. Нильс Бор с супругой В 1922 году за выдающиеся успехи в области исследования атома Нильсу Бору была присуждена Нобелевская премия, он стал уважаемым ученым и почетным гражданином Дании, и в последующие годы занимался ядерной физикой, внеся значительный вклад в изучение ядерных реакций. Несколько его немецких коллег-физиков еврейского происхождения потеряли работу, оставшись без каких-либо средств к существованию в своей стране. Бор использовал свои связи, чтобы вывезти их из Германии.
По его инициативе был создан комитет по оказанию помощи ученым, вынужденным бежать от нацистского режима. Когда весной 1940 года Дания была оккупирована немецкими войсками, ситуация еще больше обострилась, даже несмотря на то, что она оказалась в более выгодном положении, чем другие страны из-за лояльности Гитлера к датчанам, которых он считал представителями арийской расы.
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. В 20-е гг.
Основываясь на принципе неопределенности Вернера Гейзенберга , копенгагенская интерпретация исходит из того, что жесткие законы причины и следствия, привычные нам в повседневном, макроскопическом мире, неприменимы к внутриатомным явлениям, которые можно истолковать лишь в вероятностных терминах. Например, нельзя даже в принципе предсказать заранее траекторию электрона; вместо этого можно указать вероятность каждой из возможных траекторий. Бор также сформулировал два из фундаментальных принципов, определивших развитие квантовой механики: принцип соответствия и принцип дополнительности.
Принцип соответствия утверждает, что квантово-механическое описание макроскопического мира должно соответствовать его описанию в рамках классической механики. Принцип дополнительности утверждает, что волновой и корпускулярный характер вещества и излучения представляют собой взаимоисключающие свойства, хотя оба эти представления являются необходимыми компонентами понимания природы. Волновое или корпускулярное поведение может проявиться в эксперименте определенного типа, однако смешанное поведение не наблюдается никогда.
Приняв сосуществование двух очевидно противоречащих друг другу интерпретаций, мы вынуждены обходиться без визуальных моделей — такова мысль, выраженная Бором в его Нобелевской лекции. Имея дело с миром атома, сказал он, «мы должны быть скромными в наших запросах и довольствоваться концепциями, которые являются формальными в том смысле, что в них отсутствует столь привычная нам визуальная картина». В 30-х гг.
Бор обратился к ядерной физике. Энрико Ферми с сотрудниками изучали результаты бомбардировки атомных ядер нейтронами. Бор вместе с рядом других ученых предложил капельную модель ядра, соответствующую многим наблюдаемым реакциям.
Эта модель, где поведение нестабильного тяжелого атомного ядра сравнивается с делящейся каплей жидкости, дало в конце 1938 г. Фришу и Лизе Майтнер разработать теоретическую основу для понимания деления ядра. Открытие деления накануне второй мировой войны немедленно дало пищу для домыслов о том, как с его помощью можно высвобождать колоссальную энергию.
Во время визита в Принстон в начале 1939 г. Бор определил, что один из обычных изотопов урана, уран-235, является расщепляемым материалом, что оказало существенное влияние на разработку атомной бомбы. В первые годы войны Бор продолжал работать в Копенгагене, в условиях германской оккупации Дании, над теоретическими деталями деления ядер.
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. Основным его достижением той поры является модель составного ядра. Это не ядро само по себе, а его возбуждённое состояние, которое соответствует времени прохождения нейтрона через него. Начинается изучение механизма деления ядер, связанное с высвобождением огромного количества энергии. Между тем мир приближается к новому грандиозному конфликту. В Германии приходят к власти национал-социалисты. Уже к середине 30-х годов становится ясно, что квантовая механика перестаёт быть отраслью сугубо теоретических познаний, граничащих с философией.
В 1918 году в статье «О квантовой теории линейчатых спектров» Бор сформулировал так называемый принцип соответствия, связывающий квантовую теорию с классической физикой. 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. В 1922 году знаменитому учёному была присуждена Нобелевская премия по физике «за заслуги в изучении строения атома». В своей лекции «О строении атомов» Бор подвёл итоги десятилетней работы.
Идея дополнительности, развитая в начале 1927 года во время отпуска в Норвегии, отражает логическое соотношение между двумя способами описания или наборами представлений, которые, хотя и исключают друг друга, оба необходимы для исчерпывающего описания положения дел. 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.
Нильс Хенрик Давид Бор
| ФутБОРный клуб. Как великие ученые оставили след в спорте | Нильс Бор и созданная им школа физиков положили начало новому стилю исследовательской работы в теоретической физике. |
| Какое величайшее научное открытие всех времен? / Хабр | 1 марта 1869 года русский ученый-энциклопедист Дмитрий Иванович Менделеев открыл периодический закон и составил систему химических элементов. |
Новость детально
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. В 1916 году Нильс Бор возвращается в Данию, и уже на следующий год его избирают членом Датского королевского общества. Bor_1 Нильс Бор относится к тем выдающимся людям, великим ученым, которые повлияли на судьбы мира.
Исторические хроники. Великие умы мира. Нильс Бор
Правильность интерпретации периодической таблицы была подтверждена открытием в 1922 нового элемента гафния Дирком Костером и Георгом Хевеши , работавшими в то время в Копенгагене [31]. Как и предсказывал Бор, этот элемент оказался близок по своим свойствам к цирконию , а не к редкоземельным элементам, как думали ранее [32]. В 1922 Бору была присуждена Нобелевская премия по физике «за заслуги в изучении строения атома» [33]. В своей лекции «О строении атомов» [34] , прочитанной в Стокгольме 11 декабря 1922 , Бор подвёл итоги десятилетней работы. 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.
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. Принцип дополнительности 1924—1930 [ ] 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 [35]. 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 [36]. Исходным пунктом в эволюции взглядов Бора стало принятие им в 1925 дуализма волна — частица. До этого Бор отказывался признавать реальность эйнштейновских квантов света фотонов , которые было трудно согласовать с принципом соответствия [37] , что вылилось в совместную с Крамерсом и Джоном Слэтером статью, в которой было сделано неожиданное предположении о несохранении энергии и импульса в индивидуальных микроскопических процессах законы сохранения принимали статистический характер. Однако эти взгляды вскоре были опровергнуты опытами Вальтера Боте и Ганса Гейгера [38]. Именно корпускулярно-волновой дуализм был положен Бором в основу интерпретации теории. Идея дополнительности, развитая в начале 1927 во время отпуска в Норвегии [39] , отражает логическое соотношение между двумя способами описания или наборами представлений, которые, хотя и исключают друг друга, оба необходимы для исчерпывающего описания положения дел.
Сущность принципа неопределённости состоит в том, что не может возникнуть такой физической ситуации, в которой оба дополнительные аспекта явления проявились бы одновременно и одинаково отчётливо [40]. Иными словами, в микромире нет состояний, в которых объект имел бы одновременно точные динамические характеристики, принадлежащие двум определённым классам, взаимно исключающим друг друга, что находит выражение в соотношении неопределённостей Гейзенберга. Следует отметить, что на формирование идей Бора, как он сам признавал, повлияли философско-психологические изыскания Сёрена Кьеркегора, Харальда Гёффдинга и Уильяма Джемса [41]. Принцип дополнительности лёг в основу так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики [42] и анализа процесса измерения [43] характеристик микрообъектов. Согласно этой интерпретации, заимствованные из классической физики динамические характеристики микрочастицы её координата, импульс , энергия и др. Смысл и определённое значение той или иной характеристики электрона, например, его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определённый смысл и все одновременно могут иметь определённое значение такой классический объект условно называется измерительным прибором.
Роль принципа дополнительности оказалась столь существенной, что Паули даже предлагал назвать квантовую механику «теорией дополнительности» по аналогии с теорией относительности [44]. Через месяц после конгресса в Комо, на пятом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе , начались знаменитые дискуссии Бора и Эйнштейна об интерпретации квантовой механики [45]. Спор продолжился в 1930 на шестом конгрессе, а затем возобновился с новой силой в 1935 после появления известной работы [46] Эйнштейна, Подольского и Розена о полноте квантовой механики. Дискуссии не прекращались до самой смерти Эйнштейна [47] , порой принимая ожесточённый характер. Впрочем, участники никогда не переставали относиться друг к другу с огромным уважением, что нашло отражение в словах Эйнштейна, написанных в 1949 : Я вижу, что я был … довольно резок, но ведь … ссорятся по-настоящему только братья или близкие друзья. Здесь его посещали знаменитости не только научного например, Резерфорд , но и политического мира королевская чета Дании, английская королева Елизавета , президенты и премьер-министры различных стран [50].
В 1934 Бор пережил тяжёлую личную трагедию. Во время плавания на яхте в проливе Каттегат штормовой волной был смыт за борт его старший сын — 19-летний Христиан; обнаружить его так и не удалось [51]. Всего у Нильса и Маргарет было шестеро детей. Один из них, Оге Бор, также стал выдающимся физиком, лауреатом Нобелевской премии 1975. В 1930-е годы Бор увлёкся ядерной тематикой , переориентировав на неё свой институт: благодаря своей известности и влиянию он сумел добиться выделения финансирования на строительство у себя в Институте новых установок — циклотрона , ускорителя по модели Кокрофта — Уолтона, ускорителя ван-де-Граафа [52]. Сам он внёс в это время существенный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций.
В 1936 Бор, исходя из существования недавно наблюдавшихся нейтронных резонансов, сформулировал фундаментальное для ядерной физики представление о характере протекания ядерных реакций : он предположил существование так называемого составного ядра «компаунд-ядра» , то есть возбуждённого состояния ядра с временем жизни порядка времени движения нейтрона через него. Тогда механизм реакций, не ограничивающийся лишь нейтронными реакциями, включает два этапа: 1 образование составного ядра, 2 его распад. При этом две эти стадии протекают независимо друг от друга, что обусловлено равновесным перераспределением энергии между степенями свободы компаунд-ядра. Это позволило применить статистический подход к описанию поведения ядер, что позволило вычислить сечения ряда реакций, а также интерпретировать распад составного ядра в терминах испарения частиц [53]. Однако такая простая картина имеет место лишь при больших расстояниях между резонансами уровнями ядра , то есть при малых энергиях возбуждения. Как было показано в 1939 в совместной работе Бора с Рудольфом Пайерлсом и Георгом Плачеком, при перекрытии резонансов компаунд-ядра равновесие в системе не успевает установится и две стадии реакции перестают быть независимыми, то есть характер распада промежуточного ядра определяется процессом его формирования.
Развитие теории в этом направлении привело к созданию в 1953 Виктором Вайскопфом, Германом Фешбахом и К. Портером так называемой «оптической модели ядра», описывающей ядерные реакции в широком диапазоне энергий [54]. Одновременно с представлением о составном ядре Бор совместно с Ф. Калькаром предложил рассматривать коллективные движения частиц в ядрах, противопоставив их картине независимых нуклонов.
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. Это не внутренний мир поэта, а единство взаимосвязанных фактов и явлений природы, для его описания нужны понятия, взаимно дополняющие друг друга. Размышляя о принципах квантовой теории как о единой системе представлений, он пишет: «Для меня это вовсе не вопрос о пустяковых дидактических уловках, но проблема серьезных попыток достичь такой внутренней согласованности в этих представлениях, которая позволила бы надеяться на создание незыблемой основы для последующей конструктивной работы».
Институт Нильса Бора при Копенгагенском университете Возможно, это самое важное открытие науки ХХ века — открытие того, что мир природных явлений не может быть описан простыми понятиями, полученными нами из опыта, и закреплен в терминах классической науки. Мир, находящийся за гранью привычных масштабов, сложен для понимания: «Мы столкнулись с трудностями, которые лежат так глубоко, что у нас нет представления о пути, ведущем к их преодолению; в согласии с моим взглядом на вещи эти трудности по природе своей таковы, что они едва ли оставляют нам право надеяться, будто мы сумеем и в атомном мире строить описание событий во времени и пространстве на тот же лад, на какой это делалось нами обычно до сих пор». Чтобы его постичь, нужно уйти от привычек и стереотипов и постараться видеть мир незамутненным взором, взором ребенка. И Нильс Бор успешно справляется с этим.
После возвращения в Копенгаген в 1912 году преподавал в университете и разрабатывал квантовую теорию строения атома. В 1916 году возглавил кафедру теоретической физики в Копенгагенском университете и добился открытия Института теоретической физики. В 1922 году он получил Нобелевскую премию по физике «за заслуги в изучении строения атома». В дальнейшем Бор посвятил себя изучению квантовой механики, а в 1930-м году увлекся ядерной физикой.
В 1934 году получил от советского руководства приглашение приехать в Советский Союз. Лекции Бора по квантовой физике в университетах каждый раз собирали аншлаги, что сильно впечатлило ученого. В сороковые годы занимался помощью ученым-эмигрантам, бежавшим в Данию от преследования нацистов, вместе с братом создал Комитет помощи ученым-беженцам.
Этот дом отличался не только удобным расположением, но и был оборудован кнопкой, которая соединяла с пивоваренным заводом через трубу так, чтобы у Бора был доступ к бесплатному пиву 24 часа в день 7 дней в неделю.
Этот подарок Бору сделал непосредственно датский пивоваренный завод. Это не было внезапно — отношения между этими двумя гигантами длились много лет. Фонд "Carlsberg" был основан в 1876 году Дж. Это был пилотный проект по финансированию исследований в области естествознания.
Исполнительный совет фонда состоял из пяти участников, выбранных непосредственно из Датской королевской академии наук. В наше время она всё ещё действует по тем же принципам. Отец Бора Кристиан, физиолог, был частью группы учёных, работающих на Датскую королевскую академию наук.