Dánský fyzik Bor Niels: biografie, objevy

Niels Bohr je dánský fyzik a veřejnost, jeden z zakladatelů fyziky v moderní podobě. Byl zakladatelem a vedoucím Kodanského institutu teoretické fyziky, tvůrcem světové vědecké školy a také zahraničním členem Akademie věd SSSR. Tento článek zkoumá životní příběh Niels Bohr a jeho hlavní úspěchy.

Zásluhy

Dánský fyzik Niels Bohr založil teorii atomu, který je založen na planetární model atomu, kvantová spočinutí a osobně nabídl své postuláty. Kromě toho byl Bohr pamatován na důležitou práci na teorii atomového jádra, jaderných reakcí a kovů. Byl jedním z účastníků tvorby kvantové mechaniky. Kromě práce v oboru fyziky má Bohr řadu prací na filozofii a přírodních vědách. Vědec se aktivně potýkal s atomovou hrozbou. V roce 1922 získal Nobelovu cenu.

Dětství

Budoucí vědec Niels Bohr se narodil v Kodani dne 7. října 1885. Jeho otec Christian byl profesorem fyziologie na místní univerzitě a Ellenina matka pocházela z bohaté židovské rodiny. Nils měl mladšího bratra Haralda. Rodiče se snažili, aby jejich dětství bylo šťastné a bohaté. Pozitivní vliv rodiny, zejména matky, hrál důležitou roli při rozvoji svých duchovních kvalit.

Vzdělání:

Získal základní vzdělání na škole Gammelholm. Ve školních letech měl rádi fotbal, později i lyžování a plachtění. V třiadvacátých letech se Bohr stal absolventem Kodanské univerzity, ve které byl považován za neobvykle nadaného výzkumného fyzika. Pro doktorské práce o definici povrchové napětí vody pomocí proudu vody vibrací, Niels získal zlatou medaili z Královské dánské akademie věd. Po absolvování vzdělání zůstal na univerzitě počáteční fyzik Bohr Niels. Tam provedl řadu důležitých studií. Jeden z nich byl věnován klasické elektronické teorii kovů a vytvořil základ Bohrovy doktorské disertace.

Neštandardní myšlení

Jednou do funkce prezidenta Královské akademie, Ernest Rutherford, požádal o pomoc kolegy z univerzity v Kodani. Cílem bylo dát studentovi nejnižší skóre, zatímco on věřil, že si zaslouží, aby byl hodnocen jako "vynikající". Obě strany ve sporu souhlasily, že se spoléhají na názor třetí osoby, rozhodce, který se stal Rutherford. Podle zkouškových otázek musel student vysvětlit, jak může pomocí barometru určit výšku budovy.

Student odpověděl, že k tomu je třeba vázat barometr na dlouhé lano, vylézt se na střechu budovy, spadnout na zem a měřit délku provazu, který spadl dolů. Na jedné straně byla odpověď naprosto správná a úplná, ale na druhé straně měla málo společného s fyzikou. Pak Rutherford navrhl, aby se student znovu pokusil odpovědět. Dal mu šest minut a varoval, že odpověď by měla ilustrovat pochopení fyzických zákonů. O pět minut později, když student zjistil, že si vybírá to nejlepší z několika řešení, požádal ho Rutherford, aby odpověděl předem. Tentokrát se student nabídl vystoupit z barometru na střechu, odhodit ho, měřit čas pádu a pomocí speciálního vzorce zjistit výšku. Tato odpověď byla učitelem spokojena, ale on a Rutherford nemohli odmítnout potěšení poslouchat ostatní verze studenta.

Další metoda byla založena na měření výšky stínu barometru a výšky stínu budovy s následným rozlišením podílu. Tato možnost potěšila Rutherforda a nadšeně požádal studenta, aby pokryl zbývající cesty. Student mu pak nabídl nejjednodušší volbu. Bylo to nutné prostě použít barometr na stěnu budovy a dělat poznámky, a pak počítat počet značek a vynásobit je délkou barometru. Student věřil, že takovou zřejmou odpověď nelze přehlížet.

Aby nebyl viděn v očích vědců jako žolík, student nabídl nejsložitější volbu. Když jsme svázali řetězec s barometrem, řekl nám, je třeba ho otočit na základně budovy a na její střeše měřit velikost gravitace. Z rozdílu mezi přijatými údaji můžete zjistit výšku. Kromě toho můžete kyvadlem na šňůrě otáčet ze střechy budovy a zjistit výšku podle období precese.

Nakonec student nabídl, že najde ředitele budovy a na oplátku za nádherný barometr zjistí od něj výšku. Rutherford se zeptal, zda student skutečně nezná obecně přijaté řešení problému. Neskrýval, co věděl, ale připustil, že je špatný, že si uvědomuje učitele, školu a vysokou školu a odmítá nestandardní řešení. Jak jste si možná uvědomili, byl to Niels Bohr.

Přesun do Anglie

Poté, co pracoval tři roky na vysoké škole, přestěhoval se do Anglie. První rok pracoval v Cambridge s Josephem Thomsonem, poté se přestěhoval do Ernesta Rutherforda v Manchesteru. V té době byla Rutherfordova laboratoř považována za nejvýznačnější. V poslední době byly prováděny pokusy, které vedly k objevu planetárního modelu atomu. Přesněji, model byl ještě ve fázi formace.

Experimenty na průchod částic alfa přes fólii povolené Rutherford si uvědomit, že ve středu atomu je malý nabitý jádro, které tvoří téměř celé hmoty atomu a elektrony jsou uspořádány kolem plic. Vzhledem k tomu, atom je elektricky neutrální, výše poplatků elektronů musí být roven náboje modulu jádra. K závěru, že jaderná poplatek je násobkem náboje elektronu byl centrální v této studii, ale zatím zůstává nejasný. Ale identifikovat izotopy - látky, které mají stejné chemické vlastnosti, ale jinou atomovou hmotu.

Atomový počet prvků. Zákon vysídlení

Práce v laboratoři Rutherford, Bohr si uvědomil, že chemické vlastnosti jsou závislé na počtu elektronů v atomu, to znamená, že od svého náboje, a ne masy, což vysvětluje existenci izotopů. To byl důležitý první Bohrův úspěch v této laboratoři. Vzhledem k tomu, alfa částice vloží jádro hélia s náplní +2 alfa rozpad (částice emitované z jádra) „dceřiné“ prvek v periodické tabulce, musí být umístěn na levé straně obou buněk než na „mateřské“, a beta rozpad (elektrony emitované jader) - vpravo o jednu buňku. Tak byl vytvořen „zákon radioaktivního posunutí.“ Dále je dánský fyzik provedl řadu více důležitých objevů, která se týkala samotnou model atomu.

Model Rutherford-Bohr

Tento model se také nazývá planet, protože v něm se elektrony otáčejí kolem jádra stejně jako planety kolem Slunce. Takový model měl řadu problémů. Faktem je, že atom v něm byl katastrofálně nestabilní a ztratil energii za sto miliónů sekundy. Ve skutečnosti se to nestalo. Problém vypadal jako nevyřešitelný a vyžadoval radikální přístup. Zde se ukázal dánský fyzik Bor Niels.

Bohr navrhl, že na rozdíl od zákonů elektrodynamiky a mechaniky existují oběžné dráhy v atomech, které se pohybují podél kterých elektrony nevyzařují. Oběžná dráha je stabilní, jestliže je úhlová hybnost elektronu umístěná na ní rovna polovině konstanta Planck. Dochází k záření, ale pouze v okamžiku přechodu elektronu z jedné orbity na druhou. Veškerá uvolněná energie je unášena kvantovým zářením. Taková kvantová energie má energii rovnající se výsledku frekvence otáčení planckovou konstantou, nebo rozdíl mezi počáteční a konečnou energií elektronu. Bohr tak kombinoval úspěchy Rutherforda a myšlenku kvant, který navrhl Max Planck v roce 1900. Toto sjednocení bylo v rozporu se všemi ustanoveními tradiční teorie a zároveň ji zcela neodmítlo. Electron byl považován za materiální bod, který se pohybuje podle klasických zákonů mechaniky, ale „povolených“ jsou pouze ty dráhy, které nesou „kvantizace podmínky“. Na takových orbitech jsou energie elektronů nepřímo úměrné čtvercům čísel oběžných drah.

Odvození z "pravidla frekvence"

Na základě "frekvenčního pravidla" Bohr dospěl k závěru, že frekvence záření jsou úměrné rozdílu mezi inverzními čtverci celých čísel. Předtím byl tento model zaveden spektroskopisty, ale nenalezl teoretické vysvětlení. Niels Bohrova teorie umožnila vysvětlit spektrum nejen vodíku (nejjednodušších atomů), ale také hélia, včetně ionizovaného. Vědec sodvizheniya ilustrují vliv jádra a předpovědět, jak naplněných elektronické skořápky, které odhalily fyzikální povahu periodicity periodické soustavy prvků. Pro tento vývoj v roce 1922 získal Bohr Nobelovu cenu.

Institut Bora

Po dokončení Rutherford již uznal fyzik Niels Bohr se vrátil do vlasti, kde byl pozván v roce 1916 profesorem na univerzitě v Kodani. O dva roky později se stal členem Královské dánské společnosti (v roce 1939 ho vedl vědec).

V roce 1920 založil Bohr Institut teoretické fyziky a stal se jeho vůdcem. Kodaňské úřady, jako uznání úspěchů fyziků, mu poskytly budovu pro Institut historického "domu Pivovaru". Ústav splnil všechny očekávání a hrál vynikající roli ve vývoji kvantové fyziky. Je třeba poznamenat, že Bohrovy osobní vlastnosti hrály rozhodující roli v tomto. Obklopil se talentovanými spolupracovníky a studenty, hranice mezi nimi byly často neviditelné. Ústav Bora byl mezinárodní, snažil se spadnout ze všech stran. Mezi známými rodáky Bohrovy školy lze nalézt: F. Bloch, V. Weisskopf, H. Casimir, O. Bohr, L. Landau, J. Wheeler a mnoho dalších.

Bohr, německý vědec Verne Heisenberg přišel ne jeden. V době, kdy vznikl "princip nejistoty", diskutoval Bohr Erwin Schrodinger, který byl příznivcem čistě vlnového hlediska. V bývalém "Dům pivovaru" vznikla kvalitativně nová fyzika dvacátého století, jedním z klíčových figuranti byl Niels Bohr.

Model atomu, který navrhl dánský vědec a jeho mentor Rutherford, byl nekonzistentní. Spojovala postuláty klasické teorie a hypotéz, které jsou pro něj jednoznačně protichůdné. Aby bylo možné odstranit tyto protiklady, bylo nutné radikálně přehodnotit hlavní teorie teorie. V tomto směru hráli důležitou roli Bohrovo přímé služby, jeho autoritu ve vědecké komunitě a jeho osobní vliv. Práce Nielsa Bohrho ukázaly, že pro získání fyzického obrazu mikrosvěta není vhodný přístup pro "svět velkých věcí" a stal se jedním ze zakladatelů tohoto přístupu. Vědec představil takové pojmy jako "nekontrolovaný vliv měření" a "dodatečné hodnoty".

Kvantová kvantová teorie

Se jménem dánského vědce pravděpodobnostní (pravděpodobné) Kodaň) kvantová teorie, stejně jako studium jeho mnoha "paradoxů". Důležitou roli zde hrála Bohrová diskuse s Albertem Einsteinem, který se v pravděpodobnostní interpretaci nelíbil kvantová fyzika Bohra. Princip "korespondence" formulovaný dánským vědcem hrál důležitou roli při porozumění zákonům mikrosvěta a jejich interakci s klasickou (nekvantickou) fyzikou.

Jaderná témata

Vzhledem k tomu, že začal studovat fyziku jádra i v Rutherfordu, Bohr věnoval velkou pozornost jaderným tématům. V roce 1936 navrhl teorii složeného jádra, které brzy vytvořilo kapací model, který hrál významnou roli ve studii štěpení jader. Zejména Bohr vlastní předpověď spontánního štěpení uranových jader.

Když fašisté zachytili Dánsko, vědec byl tajně odvezen do Anglie a poté do Ameriky, kde pracoval se svým synem Ogem na projektu Manhattan v Los Alamos. V poválečných letech Bohr strávil hodně času v otázkách kontroly jaderných zbraní a mírového užívání atomů. Podílel se na vytvoření centra jaderného výzkumu v Evropě a dokonce své názory na OSN zpracoval. Vycházeje z toho, že Bohr neodmítl diskutovat některé aspekty "jaderného projektu" se sovětskými fyziky, považoval za nebezpečné monopolní držení atomových zbraní.

Další oblasti znalostí

Navíc Niels Bohr, jehož biografie se blíží ke konci, se také zajímal o otázky souvislé s fyzikou, zejména biologií. Zajímal se také o filozofii přírodních věd.

Vynikající dánský vědec zemřel na srdeční infarkt 18. října 1962 v Kodani.

Závěr

Niels Bohr, jehož objevy, samozřejmě, změnily fyziku, se těšily obrovské vědecké a morální autoritě. Komunikace s ním, dokonce i letmý, vyvolala nesmyslný dojem na účastníky jednání. V řeči a v dopise Bohra bylo zřejmé, že pečlivě vybírá slova, aby co nejpřesněji ilustroval jeho myšlenky. Ruský fyzik Vitaly Ginzburg Bora je neuvěřitelně delikátní a moudrá.