нильс бор физик что открыл
Нильс Бор Биография и материалы
Нильс Бор (1885-1962) был датским физиком, который получил Нобелевскую премию по физике в 1922 году за свои исследования, связанные со структурой атомов и уровнями их излучения. Воспитанный и получивший образование в европейских странах, в самых престижных английских университетах, Бор также был известным исследователем и любителем философии..
Он работал вместе с другими известными учеными и нобелевскими лауреатами, такими как J.J. Томпсон и Эрнест Резерфорд, которые призвали его продолжить свои исследования в атомной области.
Интерес Бора к атомной структуре побудил его переключаться между университетами, чтобы найти тот, который дал бы ему пространство для развития его исследований на его собственных условиях.
Нильс Бор начал с открытий, сделанных Резерфордом, чтобы продолжить развивать их, пока он не сможет напечатать их собственный отпечаток.
Бор приехал, чтобы иметь семью из более чем шести детей, был наставником других научных деятелей, таких как Вернер Гейзенберг и президент Королевской датской академии наук, а также членом других научных академий по всему миру..
биография
Нильс Бор родился 7 октября 1885 года в Копенгагене, столице Дании. Отца Нильса звали Кристианом и он был профессором физиологии в Копенгагенском университете..
С другой стороны, матерью Нильса была Эллен Адлер, чья семья имела экономические привилегии и имела влияние в банковской среде Дании. Семейное положение Нильса позволило ему получить доступ к образованию, которое в то время считалось привилегированным..
исследования
Нильс Бор увлекся физикой и учился в Копенгагенском университете, в котором он получил степень магистра по физике в 1911 году. Впоследствии он отправился в Англию, где учился в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета..
Основной мотивацией для учебы было получение опеки от Джозефа Джона Томсона, химика английского происхождения, который получил Нобелевскую премию в 1906 году за открытие электрона, специально для исследований, которые он проводил о том, как электричество движется через газы..
Намерение Бора состояло в том, чтобы перевести его докторскую диссертацию на английский язык, который был точно связан с изучением электронов. Тем не менее, Томсон не проявил особого интереса к Бору, поэтому последний решил уйти и направиться в Манчестерский университет..
Отношения с Эрнестом Резерфордом
Находясь в Манчестерском университете, Нильс Бор имел возможность поделиться с британским физиком и химиком Эрнестом Резерфордом. Он также был помощником Томсона и впоследствии получил Нобелевскую премию. Бор многому научился от руки Резерфорда, особенно в области радиоактивности и моделей атомов..
С течением времени сотрудничество между учеными росло, а их дружеские связи росли. Одно из событий, в которых оба ученых взаимодействовали в экспериментальной области, было связано с моделью атома, предложенной Резерфордом..
Эта модель была верна в концептуальной области, но было невозможно представить ее, обратив ее в законы классической физики. Учитывая это, Бор осмелился сказать, что причина этого заключалась в том, что динамика атомов не подчинялась законам классической физики..
Северный институт теоретической физики
Нильса Бора считали застенчивым и замкнутым человеком, однако серия очерков, опубликованных в 1913 году, принесла ему широкое признание в научной сфере, что сделало его признанным общественным деятелем. Эти очерки были связаны с его концепцией строения атома.
В 1916 году Бор отправился в Копенгаген и там, в своем родном городе, он начал преподавать теоретическую физику в Университете Копенгагена, где он учился..
Находясь в этом положении и благодаря известности, приобретенной ранее, Бор получил достаточно денег, необходимых для создания в 1920 году Северного института теоретической физики..
Датский физик руководил этим институтом с 1921 по 1962 год, когда он умер. Позднее институт изменил свое название и был назван Институтом Нильса Бора в честь его основателя..
Очень скоро этот институт стал эталоном с точки зрения наиболее важных открытий, сделанных в то время, связанных с атомом и его конформацией..
За короткое время Институт теоретической физики Северных стран был наравне с другими университетами с большим количеством традиций в этой области, такими как немецкие университеты Геттингена и Мюнхена..
Школа Копенгагена
1920-е годы были очень важны для Нильса Бора, поскольку в те годы он издал два основополагающих принципа своих теорий: принцип соответствия, изданный в 1923 году, и принцип взаимодополняемости, добавленный в 1928 году..
Вышеупомянутые принципы стали основой, на которой начала формироваться Копенгагенская школа квантовой механики, также называемая копенгагенской интерпретацией..
Эта школа нашла неблагоприятное в таких великих ученых, как тот же Альберт Эйнштейн, что после противостояния перед разнообразными экспозициями она в итоге признала Нильса Бора одним из лучших научных исследователей того времени..
С другой стороны, в 1922 году он получил Нобелевскую премию по физике за свои эксперименты, связанные с атомной перестройкой, и в том же году родился его единственный сын, Ааге Нильс Бор, который в конечном итоге обучался в институте под председательством Нильса. Позже он стал его директором и, кроме того, в 1975 году получил Нобелевскую премию по физике..
В течение 30-х годов Бор обосновался в Соединенных Штатах и сосредоточился на пропаганде области ядерного деления. Именно в этом контексте Бор определил делящуюся характеристику плутония..
В конце этого десятилетия, в 1939 году, Бор вернулся в Копенгаген и получил назначение президентом Королевской датской академии наук..
Вторая мировая война
В 1940 году Нильс Бор находился в Копенгагене, и в результате Второй мировой войны через три года он был вынужден бежать со своей семьей в Швецию, потому что Бор имел еврейское происхождение..
Возвращение домой и смерть
В конце Второй мировой войны Бор вернулся в Копенгаген, где он снова стоял в качестве директора Северного института теоретической физики и всегда выступал за применение атомной энергии с полезными целями, всегда стремясь к эффективности в различных процессах..
Эта склонность объясняется тем, что Бор осознавал огромный ущерб, который может быть причинен тем, что он обнаружил, и в то же время он знал, что этот мощный тип энергии более конструктивно используется. Затем, с 1950-х годов, Нильс Бор посвятил себя чтению лекций, посвященных мирному использованию атомной энергии..
Как упоминалось ранее, Бор не упустил из виду величину атомной энергии, поэтому в дополнение к пропаганде ее надлежащего использования он также указал, что именно правительства должны обеспечить, чтобы эта энергия не использовалась разрушительным образом..
Это понятие было представлено в 1951 году в манифесте, подписанном более чем сотней известных исследователей и ученых того времени..
Как следствие этого действия и его предыдущей работы в пользу мирного использования атомной энергии, в 1957 году Фонд Форда присудил ему премию «Атом для мира», присуждаемую личностям, которые стремились содействовать позитивному использованию этого вида энергии..
Нильс Бор скончался 18 ноября 1962 года в Копенгагене, его родном городе, в возрасте 77 лет..
Вклад и открытия Нильса Бора
Модель и строение атома
Атомная модель Нильса Бора считается одним из его величайших вкладов в мир физики и наук в целом. Он был первым, кто продемонстрировал атом как положительно заряженное ядро, окруженное орбитами электронов..
Бору удалось обнаружить механизм внутреннего функционирования атома: электроны способны самостоятельно вращаться вокруг ядра. Количество электронов, присутствующих на внешней орбите ядра, определяет свойства физического элемента.
Чтобы получить эту атомную модель, Бор применил квантовую теорию Макса Планка к атомной модели, разработанной Резерфордом, получив в результате модель, которая принесла ему Нобелевскую премию. Бор представил атомную структуру как маленькую солнечную систему.
Квантовые понятия на атомном уровне
То, что привело к тому, что атомную модель Бора стали считать революционной, это метод, который она использовала для ее достижения: применение теорий квантовой физики и их взаимосвязь с атомными явлениями..
Благодаря этим приложениям Бор смог определить движение электронов вокруг атомного ядра, а также изменение их свойств..
Таким же образом, благодаря этим понятиям, он смог получить представление о том, как материя способна поглощать и излучать свет от своих самых незаметных внутренних структур..
Открытие теоремы Бор-ван Леувена
Теорема утверждает, что намагниченность, возникающая в результате применения классической механики и статистической механики, всегда будет равна нулю. Бору и ван Леувену удалось увидеть некоторые концепции, которые можно развить только через квантовую физику.
Сегодня теорема обоих ученых успешно применяется в таких областях, как физика плазмы, электромеханика и электротехника..
Принцип взаимодополняемости
В квантовой механике принцип комплементарности, сформулированный Бором, который представляет теоретический подход и в то же время приводит к утверждению, что объекты, подвергаемые квантовым процессам, имеют дополнительные атрибуты, которые нельзя наблюдать или опосредовать одновременно..
Этот принцип взаимодополняемости рождается из другого постулата, разработанного Бором: интерпретация Копенгагена; фундаментальный для исследования квантовой механики.
Интерпретация Копенгагена
С помощью ученых Макса Борна и Вернера Гейзенберга Нильс Бор разработал эту интерпретацию квантовой механики, которая позволила выяснить некоторые элементы, которые делают возможными механические процессы, а также их различия. Сформулированная в 1927 году, она считается традиционной интерпретацией.
Согласно интерпретации Копенгагена, физические системы не имеют определенных свойств, прежде чем подвергнуться измерениям, и квантовая механика может только предсказать вероятности, с помощью которых сделанные измерения дадут определенные результаты.
Структура периодической таблицы
Из своей интерпретации атомной модели Бор смог более детально структурировать периодическую таблицу элементов, существовавших в то время..
Он смог подтвердить, что химические свойства и способность связывания элемента тесно связаны с его валентной нагрузкой..
Работы Бора, примененные к периодической таблице, дали толчок развитию новой области химии: квантовой химии.
Таким же образом, элемент, известный как Боро (Bohrium, Bh), получил свое имя в дань от Нильса Бора.
Ядерные реакции
Благодаря предложенной модели Бор смог предложить и установить механизмы ядерных реакций в результате двухстадийного процесса..
При бомбардировке частиц с низкой энергией образуется новое ядро с низкой стабильностью, которое в конечном итоге будет излучать гамма-лучи, а его целостность разрушается..
Это открытие Бора долгое время считалось ключевым в научной области, пока спустя годы его не усовершенствовал и не улучшил один из его детей, Ааге Бор..
Объяснение ядерного деления
Этот процесс способен производить большое количество протонов и фотонов, выделяя энергию одновременно и постоянно.
Нильс Бор разработал модель, которая позволила объяснить процесс ядерного деления некоторых элементов. Эта модель состояла из наблюдения капли жидкости, которая представляла бы структуру ядра.
Таким же образом, как интегральная структура капли может быть разделена на две одинаковые части, Бор смог продемонстрировать, что то же самое может происходить с атомным ядром, способным генерировать новые процессы образования или разрушения на атомном уровне..
Нильс Бор
Фото Все
Видео Все
Нильс Бор / Niels Bohr. Гении и злодеи.
Галилео. Нильс Бор 🔬 Niels Bohr
Мир, который придумал Бор. Документальный фильм @Телеканал Культура
Нильс Бор — биография
Нильс Бор – известный физик-теоретик, общественный деятель, стоял у истоков создания современной физики. В 1922 году получил Нобелевскую премию по физике. С 1917 года входил в Датское королевское общество, в 1939-м стал его президентом. Имел членство в более двадцати академий наук во всем мире, в том числе и в СССР. Бор создал первую квантовую теорию атома, активно разрабатывал основы квантовой механики. Развивал теорию атомного ядра и ядерных реакций, изучал процессы взаимодействия среды с элементарными частицами.
Детство и юность
Полное имя ученого – Нильс Хенрик Давид Бор. Он родился 7 октября 1885 года в Копенгагене. В столице Дании семью Боров уважали, их считали местной элитой. Отец – Христиан Бор, профессор физиологии Копенгагенского университета. Два раза его выдвигали на получение Нобелевской премии по медицине и физиологии. Мама – Эллен Адлер, приходилась дочерью уважаемому и достаточно влиятельному еврейскому банкиру и либералу Давиду Баруха Адлеру и его жене Дженни Рафаэль, которая тоже представляла влиятельную еврейскую банкирскую династию. Родители Нильса поженились в 1881 году, в этом браке родилось трое детей. До наших дней сохранились снимки, где можно увидеть маленького Нильса Бора.
Супругов Бор уважали не только банкиры Копенгагена, они хорошо зарекомендовали себя в культурных и политических кругах. Христиана и Эллен любили за интеллигентность, общительность и гостеприимство. Детство и юность Бора прошли в доме, где частыми гостями были представители местной элиты и самые известные ученые. Он стал свидетелем оживленных споров, философских дискуссий, обсуждений различных научных открытий, и впитывал полученную информацию, как губка благодатную влагу.
Нильс Бор в юности с братом
После того, как мальчика отправили в школу, сразу стало понятно, что его любимые предметы – точные науки, а позже к ним присоединилась и философия. Стоит ли удивляться такому интересу Нильса, если в их доме часто бывали близкие друзья его отца – физик Кристиан Кристиансен и теолог-философ Харальд Геффдинг.
Кстати, точными науками увлекался не только Нильс, но и его родной брат Харальд. Спустя годы он станет прославленным математиком, а пока они вдвоем проводили свободное время на футбольном поле. Из них получились отличные футболисты, Нильс стоял на воротах, а брат исполнял обязанности полузащитника. В юности Бор пристрастился к лыжам, и умел ходить под парусами.
Нильс Бор в молодости
В 1903 году Бор стал студентом того же Копенгагенского университета, где преподавал его отец. Знания, полученные в одном из старейших вузов Дании, оказали решающее влияние на всю его биографию. Нильс учился на физико-математическом факультете, кроме этого, серьезно увлекся химией и астрономией.
Физика
Еще в годы студенчества Бор проводит свои первые опыты, касающиеся колебаний струй жидкости. Он стремится более точно определить поверхность натяжения воды. В 1906-м достижения начинающего ученого оценили по достоинству, теоретическая часть опытов удостоилась золотой медали от Королевского общества Дании. Все преподаватели в один голос прочили Нильсу прекрасное будущее ученого, восторгались его совершенными знаниями и упорством на пути к цели. На протяжении трех следующих лет ученый исследовал теоретическую часть на практике. Свои рецензии на работу Нильса дали такие известные ученые, как сэр Уильям Рамзей и сэр Джон Уильям Стретт, оба Нобелевские лауреаты 1904 года.
Нильс Бор в лаборатории
В 1910 году Нильс Бор получил звание магистра университета, через год защитил диссертацию, после чего получил докторскую степень. Докторская диссертация Бора получила восторженные отзывы коллег, увидевших в ней настоящий образец и преддверие выдающихся открытий. В своем научном труде физик изложил процессы магнитных колебаний в металлах и поведение электронов. Во время написания диссертации, Нильс обнаружил множество «белых пятен» в электродинамике. Спустя девять лет аналогичную теорему выведет Йоханна ванн Лёвен, поэтому сейчас она называется двойным именем.
В 1911 году, со степенью доктора наук и полученной стипендией стажера в размере 2500 крон, молодой физик уехал в Англию. Его целью был Кембридж, старейший английский университет. Именно там в то время работал нобелевский лауреат сэр Джозеф Томсон, и Нильс очень хотел трудиться под его руководством. А еще попасть в прославленную Кавендишскую лабораторию. Однако Томсон абсолютно не заинтересовался темой диссертации ученого из Дании, к тому времени он уже увлекся работой над другими направлениями.
Нильс Бор в Кембридже
Нильс был разочарован, он надеялся на длительное и плодотворное сотрудничество с Томсоном, но этого не случилось. Пробыв в Кембрижде немного времени, датский физик оставляет это учебное заведение. В его жизни случилось новое знакомство, Бор встретил еще одного нобелевского лауреата – Эрнеста Резерфорда, «отца ядерной физики», и в его биографии начался творческий подъем. Резерфорд в то время был сотрудником Манчестерского университета, и Нильс отправился именно туда, уехав из Кембриджа без сожалений. В начале 1912 года датчанин принялся за изучение радиоактивности элементов, разрабатывал ядерную модель атома.
Благодаря сотрудничеству с Резерфордом, Нильс принялся за создание собственной модели строения атома. Летом того же, 1912 года ученый вернулся в родной Копенгаген, и устроился на работу в университет. Его взяли в качестве ассистента-профессора. На протяжении двух лет Бор читает лекции студентам, и параллельно пытается найти решение проблемы, связанной с ядерной моделью атома и теорией его строения.
Нильс Бор с Резерфордом
В 1913-м Нильс Бор опубликовал статью под названием «Теория торможения заряженных частиц при их прохождении через вещество». В своих постулатах ученый рассказывал о закономерности спектральной серии водорода и квантового характера света. Именно с этой работы Бора начала развиваться квантовая физика. Разработки датского ученого получили высокую оценку Резерфорда и Альберта Эйнштейна. Эйнштейн сказал, что Бор – человек, имеющий гениальную интуицию, и что его изыскания невероятно важны в развитии физики.
В 1914 году Бора пригласили в Манчестер, на должность преподавателя университета. Нильс преподавал студентам математическую физику на протяжении двух лет. После этого снова вернулся в Копенгаген, и продолжил свои научные изыскания в вопросе строения атома. Специально для Бора в университете ввели профессорский пост.
Нильс Бор читает лекцию у доски
В 1920 году Бор стал инициатором основания в Копенгагене Института теоретической физики, который сам и возглавил. Эту должность он занимал на протяжении всей своей жизни. Сложно оценить достижения этого вуза в вопросе развития квантовой механики, они поистине бесценны. В конце 20-х годов модель атома Бора сменили на более сложную – квантово-механическую, исследованием которой занимались ученики и последователи Бора.
В 1922-м разработки Нильса Бора по строению атома и его излучения удостоились Нобелевской премии. Спустя некоторое время ученый выдал формулировку принципа соответствия и принципа дополнительности, ставшие фундаментом для дальнейшего развития понятия квантовая механика.
Нильс Бор на вручении ему Нобелевской премии
В тридцатых годах Бор заинтересовался ядерной физикой, и начал исследования в этом направлении. Вместе с другими учеными он стал автором капельной модели ядра, которое делится. Это открытие вплотную подвело ученых к пониманию явления ядерного деления. Вскоре началась Вторая мировая война, и это открытие имело большое значение. Проводя исследования, датский физик узнал о свойствах урана-235, который расщепляется с высвобождением невероятного количества энергии. Именно этот фактор выполнил роль отправной точки в вопросе разработки атомной бомбы.
Нильс Бор в своем кабинете
В 1955 году Бору исполнилось 70 лет. В этом возрасте обязательно уходят в отставку, и ученый распрощался со своим профессорским постом, но по-прежнему остался у руля учрежденного им института. Параллельно с этим он ведет работы по развитию квантовой физики. В последние годы жизни датский ученый живо интересовался молекулярной биологией.
Нильс Бор с Академиком Павловым
Нильс Бор отличался отменным чувством юмора и какой-то повышенной человечностью. Именно за эти качества он пользовался любовью и уважением коллег. В созданном им институте отношения между коллегами напоминали отношения в дружной семье. Бора интересовала не только работа, но и личная жизнь его сотрудников, он радовался их успехам, и печалился, если у кого-то случались неприятности. Он излучал доброжелательность, любил приглашать гостей и всегда всех радушно встречал. У Нильса напрочь отсутствовала звездная болезнь, хотя ему было чем гордиться. Он был Нобелевским лауреатом, обладателем ученых степеней Манчестера, Кембриджа, Эдинбурга, Принстона, Оксфорда, Сорбонны, Гарварда, и других ведущих мировых университетов. Но, несмотря на все звания и регалии, оставался простым человеком.
Личная жизнь
Выдающийся ученый женился один раз и на всю жизнь. Его избранницей стала девушка по имени Маргарет, сестра Эрика Нёрлунда, самого лучшего и верного друга Бора еще со времен студенчества. Влюбленные поженились летом 1912 года. Из Маргарет получилась отличная жена, она сумела стать для любимого супруга надежным тылом, подарила теплоту, уют и счастье в личной жизни. А еще стала матерью шестерых детишек физика. Один сын – Оге Бор, стал продолжателем отцовского дела, тоже прославился в области физики, и в 70-х стал лауреатом Нобелевской премии.
Нильс Бор с женой Маргарет
Заслуги Бора перед родной страной и наукой были оценены не только правительством. Пивоваренная компания «Карлсберг» преподнесла Нильсу шикарный подарок в 30-х годах прошлого века – оплатила строительство резиденции под названием «Дом чести», которую возвели специально для Бора и его родных. Нильс Бор принимал у себя дома именитых гостей – королеву Великобритании Елизавету, глав всех мировых государств, премьер-министров и знаменитостей.
Случались в жизни ученого и трагедии, которые он тяжело переживал. В 1934 году трагически погиб его старший сын Христиан. На тот момент парню исполнилось 19 лет, он находился на яхте, когда начался шторм, и его просто смыло огромной волной за борт. Тело парня так и не отыскали.
Нильс Бор с семьей
Семейство Бор на протяжении долгих лет тесно дружило с семьей еще одного именитого физика – Резерфорда. Нильс был очень благодарен Эрнесту за участие в его жизни, он часто называл его своим вторым отцом.
Смерть
По мнению биографов великого ученого, Нильс определился со своими религиозными взглядами еще в шестнадцатилетнем возрасте. Он очень трепетно относился к Богу, хотя и не был приверженцем духовных притязаний религии.
Бор считал, что человек не может предписывать Всевышнему, как ему управлять миром. В последние годы своей жизни выдающийся физик увлекся философскими темами, посвящал им много своих статей, выполнял общественную работу, и читал лекции.
Памятник на могиле Нильса Бор
Нильс Бор умер 18 ноября 1962 года, в возрасте 77 лет. Он скончался от сердечного приступа. Тело ученого кремировали, урна с прахом покоится в семейном склепе на кладбище в Копенгагене.
Интересные факты
Память
В память о великом ученом его именем названы институт в Копенгагене, который он сам основал. После того, как Нильс умер, во главе института теоретической физики стал его сын – Оге Бор.
Два раза, в 1963-м и 1985-м в Дании вышли марки с портретом Бора. Его имя присвоено астероиду 3948, который открыли в 1985-м. В 1964-м один из лунных кратеров тоже получил имя Нильс Бор. В 1997-м в Дании в обращение вышла банкнота в 500 крон, на которой изображен Бор. В 1998-м английский драматург Майкл Фрейн опубликовал свою пьесу «Копенгаген», в которой описана историческая встреча Гейзенберга и Бора.