Danski fizik Bor Niels: biografija, odkritja

Niels Bohr je danski fizik in javni lastnik, eden od ustanoviteljev fizike v sodobni obliki. Bil je ustanovitelj in vodja Kopenhagenskega inštituta za teoretično fiziko, ustvarjalec svetovne znanstvene šole in tudi tuji član Akademije znanosti ZSSR. Ta članek bo preučil življenjsko zgodbo Niels Bohrja in njegove glavne dosežke.

Zasluga

Danski fizik Bohr Nils je osnoval teorijo atoma, ki temelji na planetarnem modelu atoma, kvantnih razmejitvah in postulatih, ki so jim na voljo osebno. Poleg tega je bil Bohr zapomnjen za pomembno delo na teoriji atomskega jedra, jedrskih reakcij in kovin. Bil je eden od udeležencev pri ustvarjanju kvantne mehanike. Poleg dela na področju fizike ima Bohr številna dela na področju filozofije in naravoslovja. Znanstvenik se je aktivno boril z atomsko grožnjo. Leta 1922 je prejel Nobelovo nagrado.

Otroštvo

Prihodnji znanstvenik Niels Bohr se je rodil 7. oktobra 1885 v Københavnu. Njegov oče, Christian, je bil profesor fiziologije na lokalni univerzi, in Ellenova mati je prišla iz bogate judovske družine. Nils je imel mlajšega brata Haralda. Starši so poskušali otrokom svojega otroka zadovoljiti in bogati. Pozitiven vpliv družine, zlasti matere, je imel ključno vlogo pri razvoju njihovih duhovnih lastnosti.

Izobraževanje:

Osnovno šolo je opravil na šoli Gammelholm. V šolskih letih je ljubil nogomet, pozneje pa smučanje in jadranje. Po triindvajsetih letih je Bohr postal diplomant na Univerzi v Köbenhavnu, kjer se je štel za nenavadno nadarjenega raziskovalnega fizika. Za diplomski projekt, ki je bil namenjen določanju površinske napetosti vode s pomočjo vibracij vodnih curkov, je bil Nielsu dodeljen zlato medaljo s Kraljevske danske akademije znanosti. Po izobraževanju je začetnik fizik Bohr Niels ostal na univerzi. Tam je opravil številne pomembne študije. Eden od njih je bil posvečen klasični elektronski teoriji kovin in je bil osnova Bohorjeve doktorske disertacije.

Nestandardno razmišljanje

Enkrat predsedniku Kraljeve akademije, Ernest Rutherford, zaprosil za pomoč od kolega s Univerze v Københavnu. Slednji je nameraval dati svojemu študentu najnižjo oceno, medtem ko je verjel, da si zasluži ocenjeno kot "odlično". Obe stranki v sporu sta se strinjali z mnenjem tretje osebe, arbitra, ki je postal Rutherford. Po izpitnih vprašanjih je študent moral pojasniti, kako lahko uporaba barometra določi višino stavbe.

Študent je odgovoril, da je za to potrebno povezati barometer z dolgimi vrvi, se povzpeti do strehe stavbe, spustiti na tla in izmeriti dolžino vrvi, ki se je spustila. Po eni strani je bil odgovor popolnoma pravilen in popolen, na drugi strani pa je imel le malo fizike. Potem je Rutherford predlagal, da se študent znova poskuša odzvati. Dal mu je šest minut in opozoril, da mora odgovor ponazoriti razumevanje fizičnih zakonov. Pet minut kasneje, ko je od študenta slišal, da je izbral najboljše rešitve, ga je Rutherford prosil, naj odgovori pred predvidenim rokom. Tokrat je študent ponudil, da se je povzpel od barometra do strehe, ga spustil, izmeril čas padca in po posebni formuli ugotovil višino. Ta odgovor je zadovoljil učitelja, toda on in Rutherford se ne morejo zanikati užitka pri poslušanju drugih različic študenta.

Naslednja metoda je temeljila na merjenju višine sence barometra in višine sence stavbe z nadaljnjo ločitvijo deleža. Ta možnost je zadovoljen z Rutherfordom, in navdušeno je prosil študenta, da pokrije preostale načine. Potem mu je študent ponudil najpreprostejšo možnost. Potrebno je preprosto uporabiti barometer na zidu stavbe in zabeležiti, nato pa šteti število oznak in jih pomnožiti z dolžino barometra. Študent je menil, da takega očitnega odgovora ni mogoče spregledati.

Da se študentje ne vidijo kot šaljivca, je študent ponudil najsodobnejšo možnost. Po vezavi nizov na barometer, je nam povedal, da ga je treba zravnati na dnu stavbe in na svoji strehi, potem ko je izmeril velikost gravitacije. Iz razlike med prejetimi podatki, če želite, lahko ugotovite višino. Poleg tega lahko z nihanjem nihala na vrvici s strehe stavbe določite višino za obdobje precesije.

Na koncu je študent ponudil, da najde upravitelja stavbe in v zameno za čudovit barometer, da bi izvedel od njega višino. Rutherford je vprašal, ali študent res ne pozna splošne rešitve problema. Niso skrili, kar je vedel, vendar je priznal, da mu je bilo všeč, da je načela razmišljanja o učiteljih, šoli in kolegiju ter zavračal nestandardne rešitve. Kot ste morda mislili, je bil ta študent Niels Bohr.

Selitev v Anglijo

Bor je po tri leta delal na univerzi v Anglijo. Prvo leto je delal v Cambridgeu z Josephom Thomsonom, nato pa se je preselil v Ernest Rutherford v Manchestru. Takrat se je Rutherfordov laboratorij štel za najbolj odprtega. V zadnjem času so v njej potekali poskusi, kar je povzročilo odkritje planetarnega modela atoma. Natančneje, model je bil še vedno v fazi oblikovanja.

Poskusi na prehod delcev alfa skozi folijo dovoljeni Rutherford zavedati, da v središču atoma je majhen napolnjen jedro, ki predstavlja skoraj celotno maso atoma in elektroni so razporejeni okoli pljuč. Ker je atom električno nevtralen, mora vsota elektronskih stroškov enaka jedrskemu modulu polnjenja. Ugotovitev, da je jedrska elektrarna večkratnik elektrarne, je bila ključna za to študijo, vendar je bila doslej še vedno nejasna. Toda izotopi so bili odkriti - snovi, ki imajo enake kemijske lastnosti, vendar različne atomske mase.

Atomsko število elementov. Zakon o premestitvi

Delo v laboratoriju Rutherford, Bohr spoznal, da so kemijske lastnosti so odvisne od števila elektronov v atomu, to je od svojega odgovoren, in ne množice, ki pojasnjuje obstoj izotopov. To je bil prvi pomemben dosežek Bohrja v tem laboratoriju. Ker je alfa delec postavlja helijev jedro s zadolžen +2 z alfa razpadom (delcev oddaja iz jedra) "hčerinska" elementa v periodnem se namesti na levi strani dveh celic kot "matično" in razpad beta (emitirani elektroni od jedra) - desno od ene celice. Torej je nastal "zakon radioaktivnih premikov". Potem je danski fizik naredil vrsto pomembnejših odkritij, ki so se nanašali na sam model atoma.

Model Rutherford-Bohr

Ta model se imenuje tudi planetarni, ker se v njej elektroni vrtijo okoli jedra, tako kot so planeti okoli Sonca. Tak model je imel več težav. Dejstvo je, da je bil atom v njem katastrofalno nestabilen in izgubil energijo za sto milijoninec sekunde. V resnici se to ni zgodilo. Problem se je zdel nerešljiv in zahteval korenito nov pristop. Tu se je prikazal danski fizik Bor Niels.

Bohr je predlagal, da v nasprotju z zakoni elektrodinamike in mehanike obstajajo orbite v atomih, ki se premikajo po tem, da elektroni ne izžarevajo. Orbita je stabilna, če je kotni moment elektrona, ki se nahaja na njej, enak polovici Planckove konstante. Sevanje se zgodi, vendar le v trenutku prehoda elektronov iz ene orbite v drugo. Vso sproščeno energijo odvaja kvantni obseg sevanja. Takšen kvant ima energijo, enako produktu vrtilne frekvence s planckov konstanto, ali razliko med začetno in končno energijo elektronov. Tako je Bohr združil dosežke Rutherforda in idejo quanta, ki ga je leta 1900 predlagal Max Planck. Takšno poenotenje je nasprotovalo vsem določbam tradicionalne teorije in ga v celoti zavrnilo. Elektron je veljal za bistveno točko, ki se premika po klasičnih zakonih mehanike, vendar pa so "tiste, ki izpolnjujejo" pogoje kvantizacije "rešene". Na takih orbitah so elektronske energije obratno sorazmerne kvadratom številk orbite.

Izvedba iz "pravila o frekvenci"

S sklicevanjem na "pravilo frekvence" je Bohr zaključil, da so frekvence sevanja sorazmerne razliki med inverznimi kvadrati celih števil. Ta vzorec so predhodno določili spektroskopi, vendar niso našli teoretične razlage. Niels Bohrjeva teorija je omogočila razlago spektra ne le vodika (najpreprostejših atomov), ampak tudi helija, vključno z ioniziranimi. Znanstvenik je ponazoril vpliv jedrskega premika in napovedal, kako se napolnijo elektronske lupine, kar je omogočilo razkritje fizične narave periodičnosti elementov sistema Mendelejeva. Za ta razvoj je leta 1922 Bohr prejel Nobelovo nagrado.

Inštitut Bora

Po končanem delu v Rutherfordu se je že priznan fizik Bo Nils vrnil v svojo domovino, kjer ga je leta 1916 povabil profesor na Univerzi v Københavnu. Dve leti kasneje je postal član kraljevega danskega društva (leta 1939 ga je vodil znanstvenik).

Leta 1920 je Bohr ustanovil Inštitut za teoretično fiziko in postal njen vodja. Københavnske oblasti so mu, zaradi priznanja dosežkov fizike, zgradili Inštitut za zgodovinsko "hišo Pivovarja". Inštitut izpolnjuje vsa pričakovanja, ki igrajo izjemno vlogo pri razvoju kvantne fizike. Omeniti je treba, da so Bohrove osebne lastnosti imele odločilno vlogo pri tem. Obkrožil se je s talentiranimi sodelavci in študenti, meje med katerimi so bile pogosto nevidne. Boraški inštitut je bil mednarodni, poskušal je pasti od vsega. Med znamenite domačini Bohr šole so: F. Bloch, V. Weißkopf, H. Casimir, Aage Bohr, L. Landau, J. Wheeler in mnoge druge ..

Nemškemu znanstveniku Verne Heisenbergu Bohrju niso prišli enkrat. V času, ko se je oblikoval "načelo negotovosti", je Bohr razpravljal Erwin Schrodinger, ki je zagovarjal čisto valovno stališče. V nekdanji "hiši Pivovarja" je bila ustanovljena temeljna kvalitativno nova fizika dvajsetega stoletja, med katerimi je bil eden od ključnih figurantov Niels Bohr.

Model atoma, ki ga je predlagal danski znanstvenik in njegov mentor Rutherford, je bil v neskladju. Združil je postulate klasične teorije in hipoteze, ki so očitno protislovne zanj. Za odpravo teh protislovij je bilo treba radikalno revidirati glavne teze teorije. V tej smeri so pomembno vlogo imeli Bohrjevi neposredni posli, njegova avtoriteta v znanstveni skupnosti in njegov osebni vpliv. Delo Niels Bohr je pokazala, da je za pridobitev fizično slika MicroWorld ni primeren pristop je bil uspešno uporablja za "svet velikih stvari," in je postal eden od pionirjev tega pristopa. Znanstvenik je uvedel takšne koncepte kot "nenadzorovan vpliv merilnih postopkov" in "dodatne vrednosti".

Kopenhagenska kvantna teorija

Z imenom danskega znanstvenika, verjetnostni (verjetni) København) kvantne teorije, pa tudi preučevanje številnih "paradoksov". Pomembno vlogo je igrala Bohrjeva razprava z Albertom Einsteinom, ki mu v verjetnostni interpretaciji ni bila všeč kvantna fizika Bohra. "Korespondenčno načelo", ki ga je oblikoval danski znanstvenik, je imelo pomembno vlogo pri razumevanju zakonov mikrosvetov in njihove interakcije s klasično (nekvantno) fiziko.

Jedrske teme

Ko je začel študirati fiziko jedra tudi v Rutherfordu, je Bohr posvetil veliko pozornost jedrskim temam. Predlagal je leta 1936 teorijo o sestavljenem jedru, ki je kmalu dobila model kapljanja, ki je v študiji igrala pomembno vlogo cepitev jeder. Predvsem je Bohr lastnik napovedi spontane fisije jeder urana.

Ko so fašisti zajel Dansko, je bil znanstvenik skrivaj odpeljan v Anglijo in nato v Ameriko, kjer je delal s sinom Ogejem na projektu Manhattan v Los Alamosu. V letih po vojni je Bohr veliko časa posvetil vprašanjem nadzora jedrskega orožja in miroljubne uporabe atomov. Sodeloval je pri oblikovanju centra za jedrske raziskave v Evropi in celo svoje predloge obravnaval pri ZN. Izhajajoč iz dejstva, da Bohr ni zavrnil razprave o nekaterih vidikih "jedrskega projekta" s sovjetskimi fiziki, je po njegovem mnenju nevaren monopol nad posedovanjem atomskega orožja.

Druga področja znanja

Poleg tega je bil Niels Bohr, katerega biografija se je končal, zanimala tudi vprašanja, povezana s fiziko, zlasti z biologijo. Zanima ga tudi filozofija naravoslovja.

Odličen danski znanstvenik je umrl zaradi srčnega napada 18. oktobra 1962 v Kopenhagnu.

Zaključek

Niels Bohr, katerega odkritja, seveda, spremenila fiziko, je imela ogromno znanstveno in moralno avtoriteto. Komuniciranje z njim, celo minljivo, je sogovornikom prineslo neizbrisen vtis. Po govoru in Bohrjevi pismu je bilo očitno, da skrbno izbere besede, da bi čim bolje ponazarjal svoje misli. Ruski fizik Vitaly Ginzburg imenovana Bora neverjetno občutljiva in modra.