Niels Bohr er en dansk fysiker og offentlig person, en af grundlæggerne af moderne fysik. Han var grundlægger og leder af Københavns Institut for Teoretisk Fysik, grundlæggeren af verdens videnskabelige skole og også et udenlandsk medlem af USSR Academy of Sciences. Denne artikel vil gennemgå Niels Bohrs livshistorie og hans vigtigste resultater.
merit
Den danske fysiker Bohr Niels grundlagde teorien om atomet, som er baseret på den planetariske model for atomet, kvantebegreber og postulater foreslået af ham personligt. Derudover huskes Bohr for sit vigtige arbejde med teorien om atomkernen, kernereaktioner og metaller. Han var en af deltagerne i skabelsen af kvantemekanik. Ud over udviklingen inden for fysik, ejer Bohr en række værker om filosofi og naturvidenskab. Videnskabsmanden kæmpede aktivt mod den atomare trussel. I 1922 blev han tildelt Nobelprisen.
Barndom
Den fremtidige videnskabsmand Niels Bohr blev født i København den 7. oktober 1885. Hans far, Christian, var professor i fysiologi ved et lok alt universitet, og hans mor, Ellen, kom fra en velhavende jødisk familie. Niels havde en yngre bror, Harald. Forældre forsøgte at gøre deres sønners barndom glad og begivenhedsrig. positivfamiliens og i særdeleshed moderens indflydelse spillede en stor rolle i udviklingen af deres åndelige egenskaber.
Uddannelse
Bohr modtog sin grundskoleuddannelse på Gammelholmskolen. I løbet af sine skoleår var han glad for fodbold og senere - skiløb og sejlsport. Som treogtyve dimitterede Bohr fra Københavns Universitet, hvor han blev betragtet som en ekstraordinært begavet forskningsfysiker. For sit afgangsprojekt om bestemmelse af vands overfladespænding ved hjælp af vibrationer fra en vandstråle blev Niels tildelt en guldmedalje fra Det Kgl. Efter at have modtaget sin uddannelse forblev den aspirerende fysiker Bor Niels for at arbejde på universitetet. Der udførte han en række vigtige undersøgelser. En af dem var helliget den klassiske elektroniske teori om metaller og dannede grundlaget for Bohrs doktorafhandling.
Tænker ud af boksen
En dag blev præsidenten for Det Kongelige Akademi, Ernest Rutherford, bedt om hjælp af en kollega fra Københavns Universitet. Sidstnævnte havde til hensigt at give sin elev den laveste karakter, da han mente, at han fortjente en "fremragende" karakter. Begge parter i tvisten blev enige om at stole på udtalelsen fra en tredjepart, en vis voldgiftsmand, som blev Rutherford. Eleven skulle ifølge eksamensspørgsmålet forklare, hvordan et barometer kan bruges til at bestemme højden af en bygning.
Eleven svarede, at til dette skal du binde et barometer til et langt reb, klatre med det op på bygningens tag, sænke det til jorden og måle længden af det reb, der er gået ned. På den ene side var svaretabsolut sandt og fuldstændigt, men på den anden side havde det lidt til fælles med fysik. Så foreslog Rutherford, at eleven prøvede at svare igen. Han gav ham seks minutter og advarede om, at svaret skulle illustrere en forståelse af fysiske love. Fem minutter senere, efter at have hørt fra eleven, at han valgte den bedste af flere løsninger, bad Rutherford ham om at svare før tidsplanen. Denne gang foreslog eleven, at de skulle gå op på taget med et barometer, smide det ned, måle tidspunktet for faldet og ved hjælp af en speciel formel finde ud af højden. Dette svar tilfredsstillede læreren, men han og Rutherford kunne ikke nægte sig selv fornøjelsen af at lytte til resten af elevens versioner.
Den næste metode var baseret på at måle højden af barometerets skygge og højden af bygningens skygge og derefter løse proportionen. Rutherford kunne lide denne mulighed, og han bad entusiastisk eleven om at fremhæve de resterende metoder. Så tilbød eleven ham den enkleste mulighed. Man skulle bare sætte barometeret op ad bygningens væg og lave mærker, og så tælle antallet af mærker og gange dem med længden af barometret. Eleven mente, at et så åbenlyst svar absolut ikke burde overses.
For ikke at blive betragtet som en joker i videnskabsmænds øjne, foreslog den studerende den mest sofistikerede mulighed. Efter at have bundet en snor til barometeret, sagde han, skal du svinge den ved bunden af bygningen og på dens tag, og måle tyngdekraften. Fra forskellen mellem de modtagne data, hvis det ønskes, kan du finde ud af højden. Derudover kan man ved at svinge et pendul på en snor fra taget af en bygning bestemme højden ud fra præcessionsperioden.
Endelig en studerendetilbød at finde lederen af bygningen og til gengæld for et vidunderligt barometer finde ud af højden fra ham. Rutherford spurgte, om eleven virkelig ikke kendte den almindeligt accepterede løsning på problemet. Han lagde ikke skjul på, hvad han vidste, men indrømmede, at han var træt af lærernes påtvingelse af sin måde at tænke på på eleverne, i skolen og på universitetet, og deres afvisning af ikke-standardiserede løsninger. Som du sikkert har gættet, var den elev Niels Bohr.
flytter til England
Efter at have arbejdet på universitetet i tre år flyttede Bohr til England. Det første år arbejdede han i Cambridge med Joseph Thomson, og flyttede derefter til Ernest Rutherford i Manchester. Rutherfords laboratorium på det tidspunkt blev betragtet som det mest fremragende. For nylig blev der udført eksperimenter i det, der gav anledning til opdagelsen af atomets planetariske model. Mere præcist var modellen dengang stadig i sin vorden.
Eksperimenter med alfapartiklers passage gennem folien gjorde det muligt for Rutherford at indse, at der i midten af atomet er en lille ladet kerne, som næppe tegner sig for hele atomets masse, og lette elektroner er placeret omkring det. Da atomet er elektrisk neutr alt, skal summen af elektronernes ladninger være lig med modulet af ladningen af kernen. Konklusionen om, at ladningen af kernen er et multiplum af elektronens ladning, var central i denne undersøgelse, men forblev indtil videre uklar. I stedet er der blevet identificeret isotoper – stoffer, der har de samme kemiske egenskaber, men forskellige atommasser.
Atomantal af grundstoffer. Lov om forskydning
Bohr arbejdede i Rutherfords laboratorium og indså, at kemiske egenskaber afhænger af antalletelektroner i et atom, det vil sige fra dets ladning, ikke masse, hvilket forklarer eksistensen af isotoper. Dette var Bohrs første store bedrift i dette laboratorium. Da alfa-partiklen binder sig til en heliumkerne med en ladning på +2, under alfa-henfald (partiklen flyver ud af kernen), bør "barn"-elementet i det periodiske system placeres to celler til venstre end " mor”, og under beta-henfald (elektronen flyver ud fra kernen) - en celle til højre. Sådan blev "loven om radioaktive forskydninger" dannet. Yderligere gjorde den danske fysiker en række vigtigere opdagelser, der vedrørte selve atommodellen.
Rutherford-Bohr-model
Denne model kaldes også planetarisk, fordi elektronerne i den kredser om kernen ligesom planeterne omkring Solen. Denne model havde en række problemer. Faktum er, at atomet i det var katastrof alt ustabilt og mistede energi på en hundrede milliontedel af et sekund. I virkeligheden skete dette ikke. Det problem, der opstod, virkede uløseligt og krævede en radik alt ny tilgang. Det var her den danske fysiker Bor Niels beviste sig.
Bohr foreslog, at i modsætning til lovene for elektrodynamik og mekanik er der baner i atomer, der bevæger sig langs, som elektroner ikke udstråler. En bane er stabil, hvis vinkelmomentet af en elektron placeret på den er lig med halvdelen af Plancks konstant. Stråling forekommer, men kun i det øjeblik, hvor en elektron skifter fra en bane til en anden. Al den energi, der frigives i dette tilfælde, bliver båret væk af strålingskvantet. Et sådant kvante har en energi svarende til produktet af rotationsfrekvensen og Plancks konstant, eller forskellen mellem initial ogelektronens endelige energi. Således kombinerede Bohr Rutherfords arbejde og idéen om quanta, som blev foreslået af Max Planck i 1900. En sådan forening var i modstrid med alle bestemmelserne i den traditionelle teori og afviste den på samme tid ikke fuldstændigt. Elektronen blev betragtet som et materielt punkt, der bevæger sig i henhold til mekanikkens klassiske love, men kun de baner, der opfylder "kvantiseringsbetingelserne", er "tilladt". I sådanne baner er en elektrons energi omvendt proportional med kvadraterne af kredsløbsnumrene.
Afledning fra "frekvensreglen"
Baseret på "frekvensreglen" konkluderede Bohr, at strålingens frekvenser er proportionale med forskellen mellem de inverse kvadrater af heltal. Tidligere blev dette mønster etableret af spektroskopister, men fandt ikke en teoretisk forklaring. Niels Bohrs teori gjorde det muligt at forklare spektret af ikke kun brint (det simpleste atom), men også helium, inklusive ioniseret. Videnskabsmanden illustrerede indflydelsen af kernens bevægelse og forudsagde, hvordan elektronskallerne er fyldt, hvilket gjorde det muligt at afsløre den fysiske karakter af periodiciteten af elementerne i Mendeleev-systemet. For denne udvikling blev Bohr tildelt Nobelprisen i 1922.
Bohr Institute
Efter afslutningen af Rutherfords arbejde vendte den allerede anerkendte fysiker Bohr Niels tilbage til sit hjemland, hvor han i 1916 blev inviteret som professor ved Københavns Universitet. To år senere blev han medlem af Det Kongelige Danske Selskab (i 1939 stod videnskabsmanden i spidsen).
I 1920 grundlagde Bohr Institute for Theoreticalfysik og blev dens leder. De københavnske myndigheder skaffede ham i erkendelse af fysikerens fortjenester opførelsen af det historiske "Brugerhus" til instituttet. Instituttet levede op til alle forventninger og spillede en enestående rolle i udviklingen af kvantefysik. Det er værd at bemærke, at Bohrs personlige egenskaber spillede en afgørende rolle heri. Han omgav sig med dygtige medarbejdere og studerende, hvor grænserne ofte var usynlige. Bohrs Institut var internation alt, folk forsøgte at falde ind i det over alt. Blandt de berømte personer i Bohr-skolen er: F. Bloch, W. Weisskopf, H. Casimir, O. Bora, L. Landau, J. Wheeler og mange andre.
Den tyske videnskabsmand Werne Heisenberg besøgte Bohr mere end én gang. På det tidspunkt, hvor "usikkerhedsprincippet" blev skabt, diskuterede Erwin Schrödinger, der var tilhænger af det rene bølgesynspunkt, med Bohr. Grundlaget for en kvalitativt ny fysik i det tyvende århundrede blev dannet i det tidligere Bryggeri, hvor en af nøglepersonerne var Niels Bohr.
Den model for atomet, der blev foreslået af den danske videnskabsmand og hans mentor Rutherford, var inkonsekvent. Den forenede den klassiske teoris postulater og hypoteser, der klart modsagde den. For at eliminere disse modsætninger var det nødvendigt radik alt at revidere teoriens hovedbestemmelser. Bohrs direkte fortjenester, hans autoritet i videnskabelige kredse og blot personlige indflydelse spillede en vigtig rolle i denne retning. Niels Bohrs arbejde viste, at for at få et fysisk billede af mikroverdenen, er den tilgang, der med succes bruges til "de store tings verden", ikke egnet, og det bleven af grundlæggerne af denne tilgang. Videnskabsmanden introducerede begreber som "ukontrolleret virkning af måleprocedurer" og "yderligere mængder".
Københavnsk kvanteteori
Den sandsynlige (alias københavnske) fortolkning af kvanteteorien, samt studiet af dens mange "paradokser", er forbundet med navnet på den danske videnskabsmand. En vigtig rolle her spillede Bohrs diskussion med Albert Einstein, som ikke kunne lide Bohrs kvantefysik i en sandsynlighedsfortolkning. "Korrespondanceprincippet", formuleret af den danske videnskabsmand, spillede en vigtig rolle i forståelsen af mikrokosmos mønstre og deres interaktion med klassisk (ikke-kvante)fysik.
Atomtema
Begyndte at studere kernefysik under Rutherford, og Bohr var meget opmærksom på nukleare emner. I 1936 foreslog han teorien om den sammensatte kerne, som snart gav anledning til dråbemodellen, som spillede en væsentlig rolle i studiet af nuklear fission. Især forudsagde Bohr den spontane sp altning af urankerner.
Da nazisterne erobrede Danmark, blev videnskabsmanden i hemmelighed ført til England og derefter til Amerika, hvor han sammen med sin søn Oge arbejdede på Manhattan-projektet i Los Alamos. I efterkrigsårene viede Bohr megen tid til spørgsmål om kontrol over atomvåben og fredelig brug af atomer. Han deltog i oprettelsen af centret for nuklear forskning i Europa og henvendte endda sine ideer til FN. Baseret på det faktum, at Bohr ikke nægtede at diskutere visse aspekter af "atomprojektet" med sovjetiske fysikere, anså han det for farligtmonopolbesiddelse af atomvåben.
Andre vidensområder
Derudover var Niels Bohr, hvis biografi er ved at være slut, også interesseret i spørgsmål relateret til fysik, især biologi. Han var også interesseret i naturvidenskabens filosofi.
En fremragende dansk videnskabsmand døde af et hjerteanfald den 18. oktober 1962 i København.
Konklusion
Niels Bohr, hvis opdagelser bestemt ændrede fysikken, nød stor videnskabelig og moralsk autoritet. Kommunikation med ham, endda flygtig, gjorde et uudsletteligt indtryk på samtalepartnerne. Bohrs tale og skrift viste, at han omhyggeligt valgte sine ord for at illustrere sine tanker så præcist som muligt. Den russiske fysiker Vitaly Ginzburg kaldte Bohr for utrolig delikat og klog.
