Известные люди

»

Бор Нильс

Нильс Бор родился в семье Кристиана Бора, профессора физиологии Копенгагенского университета, и Эллен Бор, происходившей из богатой и влиятельной еврейской семьи. Родители Нильса и его младшего, горячо любимого брата Харальда (будущего крупного математика) сумели произвести детские годы сыновей счастливыми и содержательными. Благотворное воздействие семьи, в особенности - матери, играло решающую образ в формировании их душевных качеств.

Начальное образование Нильс получил в Гаммельхольмской грамматической школе, которую окончил в 1903. В школьные годы был заядлым футболистом; позднее увлекался катанием на лыжах и парусным спортом. Двадцати трех лет окончил Копенгагенский универ, где приобрел репутацию необыкновенно одаренного физика-исследователя. Его дипломный план, посвященный определению поверхностного натяжения воды по вибрациям водяной струи, был удостоен золотой медали Датской королевской академии наук. В 1908-11 Бор продолжил работу в университете, где выполнил весь строй важнейших исследований, в частности по классической электронной теории металлов, составившей основу его докторской диссертации.

Работа в Англии

Через три года вслед за тем окончания университета Бор приехал действовать в Англию. После года пребывания в Кембридже у Дж. Дж. Томсона Бор перебрался в Манчестер к Резерфорду, лаборатория которого в то время занимала лидирующее положение. Здесь ко времени появления Бора проходили эксперименты, которые привели Резерфорда к планетарной модели атома. Точнее, модель ещё находилась в стадии становления. Опыты по прохождению альфа-частиц сквозь листочки фольги привели Резерфорда к убеждению, что в центре атома находится маленькое заряженное ядро, в котором сосредоточена без малого вся масса атома, а кругом ядра располагаются значительно больше легкие электроны. Поскольку атом в целом электронейтрален, суммарный заряд всех электронов должен быть по модулю равным заряду ядра, но разниться от него знаком. Вывод о том, что заряд ядра должен быть кратен заряду электрона был важен, но оставалось ещё хоть отбавляй неясного. Так, были обнаружены "изотопы" - вещества с одинаковыми химическими свойствами, но с различным атомным весом.

Проблема атомного номера элементов. Закон смещения

Первым важным достижением Бора в лаборатории Резерфорда было то, что он понял: химические свойства определяются числом электронов в атоме, а, значит, зарядом ядра, а не его массой, и это и объясняет наличие изотопов. Поскольку альфа-частица - это ядро гелия, имеющее заряд +2, то при альфа-распаде, когда эта частица вылетает из ядра, "дочерний" ингредиент должен размещаться в таблице Менделеева на две клеточки левее "материнского", а при бета-распаде, когда из ядра вылетает электрон - на одну клеточку правее. Так был открыт "закон радиоактивных смещений". Но за этим открытием последовали и другие, значительно больше важные. Они касались самой модели атома.

Модель Резерфорда - Бора

Эту модель зачастую называют "планетарной" - в ней, аналогично тому как планеты вращается около Солнца, электроны движутся около ядра. Но эдакий атом не может быть устойчивым: под действием кулоновского притяжения ядра всякий электрон движется с ускорением, а ускоренно движущийся заряд, соответственно законам классической электродинамики, должен излучать электромагнитные волны, теряя при этом энергию. Количественный расчет показывает, что такая "радиационная неустойчивость" атома катастрофична: грубо за стомиллионную долю секунды все электроны должны были бы затерять энергию и рухнуть на ядро. Но в реальности ничего такого не происходит, и многие атомы целиком стабильны. Возникла задача, которая могла показаться неразрешимой. И она в действительности не могла быть разрешена без привлечения радикальных новых идей. Именно такие идеи и были выдвинуты Бором.

Он постулировал, что (вопреки законам механики и электродинамики) в атомах существуют такие орбиты, двигаясь по которым электроны не излучают. По Бору, орбита является стабильной, если миг количества движения находящегося на ней электрона кратен h / 2p, где h- постоянная Планка. Излучение же происходит только при переходе электрона с одной устойчивой орбиты на другую, и вся освобождающаяся при этом энергия уносится одним квантом излучения. Энергия такого кванта, равная произведению частоты n на h, в соответствии с законом сохранения энергии, равна разности начальной и конечной энергии электрона ("Правило частот"). Таким образом, Бор предложил объединить модельные представления Резерфорда с идеей квантов, в первый раз высказанной Планком в 1900. Такое соединение в корне противоречило всем положениям и традициям классической теории. Но, в то же время, эта классическая доктрина не отвергалась полностью: электрон рассматривался как материальная точка, движущаяся по законам классической механики, но только из всех орбит "разрешенными" объявлялись только те, которые отвечают "условиям квантования".

Энергии электрона на таких орбитах получаются назад пропорциональными квадратам целых чисел - номеров орбит. Привлекая "правило частот", Бор пришел к выводу, что частоты излучения должны быть пропорциональны разности обратных квадратов целых чисел. Эта закономерность впрямь была уже установлена спектроскопистами, но не находила дотоле своего объяснения.

Бор объяснил не только спектр простейшего из атомов - водорода, но и гелия, в том числе, и ионизованного, показал, как учитывать воздействие содвижения ядра, предугадал структуру заполнения электронных оболочек, что позволило раскумекать физически природу периодичности химических свойств элементов - периодическую таблицу Менделеева. За эти работы Бор в 1922 был удостоен Нобелевской премии.

Институт Бора в Копенгагене

После окончания работ у Резерфорда Бор вернулся в Данию, где он в 1916 был приглашен профессором в вуз в Копенгагене. Через год он был избран членом Датского королевского общества (в 1939 он стал его президентом).

В 1920 Бор создает Институт теоретической физики и становится его директором. В знак признания его заслуг, городок предоставляет Бору для института исторический "Дом Пивовара". Этому институту суждено было сыграть выдающуюся образ в развитии квантовой физики. Несомненно, определяющее важность имели в этом месте исключительные личные качества его директора. Он непрерывно был окружен сотрудниками и учениками (грани между первыми и вторыми в реальности и не было), которые приезжали к Бору отовсюду. К его громадный интернациональной школе принадлежали Ф. Блох, О. Бор, В. Вайскопф, X. Казимир, О. Клейн, X. Крамерс, Л. Д. Ландау, К. Меллер, У. Нишика, А.Пайс, Л. Розенфельд, Дж. Уиллер и многие другие. "Дом Пивовара" стал центром притяжения для всех теоретиков. К Бору не раз приезжал В. Гейзенберг, как раз в ту пору, когда создавался "принцип неопределенности", там вел мучительные дискуссии с Бором Э. Шредингер, пытавшийся ограждать чисто-волновую точку зрения. Именно в институте Бора формировалось то, что определило качественно новое лик человеческий физики 20 века.

Модель Резерфорда-Бора была очевидным образом непоследовательна. В ней объединялись и положения классической теории, и то, что им прямо противоречило. Чтобы устранить эти противоречия, потребовался радикальный пересмотр многих основных положений теории. Здесь и прямые заслуги Бора, и образ его научного авторитета, да и нетрудно личного влияния были весьма велики. Именно Бор понял, что для создания физической картины процессов микромира нужен другой подход, нежели для "мира больших вещей" и он был одним из основных творцов этого подхода. Он ввел понятие о неконтролируемом воздействии измерительных процедур, о "дополнительных" величинах - таких, что чем точнее определяется одна из них, тем большая неопределенность оказывается у иной. С именем Бора связана вероятностная (так называемая копенгагенская) интерпретация квантовой теории и рассмотрение многих ее "парадоксов". Немалое роль имели тут дискуссии Бора с Эйнштейном, так и не примирившимся с вероятностным истолкованием квантовой механики. Для понимания закономерностей микромира и их соотношения с законами классической (т.е. неквантовой) физики немаловажное значимость имеет сформулированный Бором принцип соответствия.

Ядерная тематика

Бор, начав у Резерфорда с физики ядра, стабильно уделял ядерной тематике большое участливость. В 1936 он предложил теорию составного ядра, вскоре - капельную модель, которая сыграла заметную образ при исследовании проблемы деления ядер. Бор предсказал спонтанное деление ядер урана.

После фактического захвата Дании фашистами Бор тайно покинул родину и был доставлен в первую голову в Англию (при этом в самолете он немного не погиб), а далее в Америку, где сообща с сыном Оге работал для Манхэтеннского проекта в Лос-Аламосе. В послевоенные годы он огромное внимательность уделял проблеме контроля над ядерными вооружениями, мирного использования атома, обращался более того в посланиями к ООН, участвовал в создании Европейского центра ядерных исследований. Судя по тому, что он не отказался обсуждать с советским физиком некоторые стороны "атомного проекта", находил опасным монопольное владение атомным оружием.

Большое чуткость Бор уделял сопредельным с физикой вопросам, в том числе, биологии. Его неизменно занимали философские проблемы естествознания.

Нравственный и академический авторитет Бора был только высок. Любое, более того мимолетное общение с ним производило неизгладимое ощущение. Он говорил и писал так, что было видно: он напряженно ищет слова, которые бы предельно в аккурат и правдиво выражали чувства и мысли. Глубоко прав был В. Л. Гинзбург, назвавший Бора неповторимо деликатным и мудрым.

Бор был почетным членом больше 20 академий наук различных стран, лауреатом многих национальных и международных премий.

Так же читайте биографии известных людей:

Борден Боун Borden Boun

Американский философ и теолог-методист, основатель персонализма.
читать далее →

Борил Борил Boril Boril

Царь Болгарии, из династии Асеней - сын сестры царя Калояна.
читать далее →

Борис Гиршович Boris Girshovich

Архитектор, представитель поздней эклектики, модерна и неоклассицизма.
читать далее →

Борис Гусев Boris Gusev

Из наиболее ярких творческих работ можно назвать следующие : Вибрационная технология бетона (1991), К выбору определяющей системы уравнений..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий