Niels Bohr ay isang Danish physicist at public figure, isa sa mga founder ng modernong physics. Siya ang nagtatag at pinuno ng Copenhagen Institute for Theoretical Physics, ang nagtatag ng pandaigdigang paaralang pang-agham, at isa ring dayuhang miyembro ng USSR Academy of Sciences. Susuriin ng artikulong ito ang kuwento ng buhay ni Niels Bohr at ang kanyang mga pangunahing tagumpay.
Merit
Ang Danish Physicist na si Bohr Niels ay nagtatag ng teorya ng atom, na nakabatay sa planetaryong modelo ng atom, mga konseptong quantum at postulate na personal niyang iminungkahi. Bilang karagdagan, si Bohr ay naaalala para sa kanyang mahalagang gawain sa teorya ng atomic nucleus, nuclear reactions at metal. Isa siya sa mga kalahok sa paglikha ng quantum mechanics. Bilang karagdagan sa mga pag-unlad sa larangan ng pisika, si Bohr ay nagmamay-ari ng ilang mga gawa sa pilosopiya at natural na agham. Ang siyentipiko ay aktibong nakipaglaban sa banta ng atom. Noong 1922 siya ay ginawaran ng Nobel Prize.
Kabataan
Ang hinaharap na siyentipiko na si Niels Bohr ay isinilang sa Copenhagen noong Oktubre 7, 1885. Ang kanyang ama, si Christian, ay isang propesor ng pisyolohiya sa isang lokal na unibersidad, at ang kanyang ina, si Ellen, ay nagmula sa isang mayamang pamilyang Hudyo. Si Niels ay may nakababatang kapatid na lalaki, si Harald. Sinikap ng mga magulang na gawing masaya at kaganapan ang pagkabata ng kanilang mga anak. positiboang impluwensya ng pamilya, at lalo na ang ina, ay may malaking papel sa pagpapaunlad ng kanilang mga espirituwal na katangian.
Edukasyon
Natanggap ni Bohr ang kanyang pangunahing edukasyon sa Gammelholm School. Sa kanyang mga taon ng pag-aaral, mahilig siya sa football, at kalaunan - skiing at paglalayag. Sa dalawampu't tatlo, nagtapos si Bohr mula sa Unibersidad ng Copenhagen, kung saan siya ay itinuturing na isang napakahusay na physicist sa pananaliksik. Para sa kanyang proyekto sa pagtatapos sa pagpapasiya ng tensyon sa ibabaw ng tubig gamit ang mga vibrations ng isang water jet, si Niels ay ginawaran ng gintong medalya mula sa Royal Danish Academy of Sciences. Nang matanggap ang kanyang edukasyon, ang naghahangad na physicist na si Bor Niels ay nanatili upang magtrabaho sa unibersidad. Doon ay nagsagawa siya ng ilang mahahalagang pag-aaral. Ang isa sa kanila ay nakatuon sa klasikal na elektronikong teorya ng mga metal at naging batayan ng doktoral na disertasyon ni Bohr.
Pag-iisip sa labas ng kahon
Isang araw, ang presidente ng Royal Academy, si Ernest Rutherford, ay humingi ng tulong ng isang kasamahan mula sa Unibersidad ng Copenhagen. Layon ng huli na bigyan ang kanyang mag-aaral ng pinakamababang grado, nang inakala niyang karapat-dapat siya sa isang "mahusay" na grado. Ang parehong partido sa hindi pagkakaunawaan ay sumang-ayon na umasa sa opinyon ng isang ikatlong partido, isang tiyak na arbitrator, na naging Rutherford. Ayon sa tanong sa pagsusulit, kailangang ipaliwanag ng mag-aaral kung paano magagamit ang isang barometer para matukoy ang taas ng isang gusali.
Sumagot ang mag-aaral na para dito kailangan mong itali ang isang barometer sa isang mahabang lubid, umakyat gamit ito sa bubong ng gusali, ibaba ito sa lupa at sukatin ang haba ng lubid na bumaba. Sa isang banda, ang sagot ayganap na totoo at kumpleto, ngunit sa kabilang banda, kaunti lang ang pagkakatulad nito sa pisika. Pagkatapos, iminungkahi ni Rutherford na subukang muli ng estudyante na sumagot. Binigyan niya siya ng anim na minuto, at nagbabala na ang sagot ay dapat maglarawan ng pag-unawa sa mga pisikal na batas. Pagkalipas ng limang minuto, pagkatapos marinig mula sa estudyante na pinipili niya ang pinakamahusay sa ilang solusyon, hiniling siya ni Rutherford na sumagot nang maaga sa iskedyul. Sa pagkakataong ito, iminungkahi ng mag-aaral na umakyat sila sa bubong na may barometer, ihagis ito pababa, sukatin ang oras ng taglagas at, gamit ang isang espesyal na formula, alamin ang taas. Ang sagot na ito ay nasiyahan sa guro, ngunit hindi nila maitatanggi ni Rutherford sa kanilang sarili ang kasiyahang makinig sa iba pang bersyon ng estudyante.
Ang susunod na paraan ay batay sa pagsukat sa taas ng anino ng barometer at sa taas ng anino ng gusali, at pagkatapos ay paglutas ng proporsyon. Nagustuhan ni Rutherford ang opsyong ito, at masigasig niyang hiniling sa estudyante na i-highlight ang natitirang mga pamamaraan. Pagkatapos ay inalok siya ng estudyante ng pinakasimpleng opsyon. Kailangan mo lang ilagay ang barometer sa dingding ng gusali at gumawa ng mga marka, at pagkatapos ay bilangin ang bilang ng mga marka at i-multiply ang mga ito sa haba ng barometer. Naniniwala ang mag-aaral na ang ganoong malinaw na sagot ay tiyak na hindi dapat palampasin.
Para hindi maituring na joker sa mata ng mga scientist, iminungkahi ng estudyante ang pinaka sopistikadong opsyon. Ang pagkakaroon ng nakatali ng isang string sa barometer, sinabi niya, kailangan mong i-ugoy ito sa base ng gusali at sa bubong nito, na sinusukat ang magnitude ng gravity. Mula sa pagkakaiba sa pagitan ng natanggap na data, kung ninanais, maaari mong malaman ang taas. Bilang karagdagan, sa pamamagitan ng pag-ugoy ng isang pendulum sa isang string mula sa bubong ng isang gusali, matutukoy ng isa ang taas mula sa panahon ng precession.
Sa wakas, isang mag-aaralinalok na hanapin ang tagapamahala ng gusali at, bilang kapalit ng isang kahanga-hangang barometro, alamin ang taas mula sa kanya. Tinanong ni Rutherford kung talagang hindi alam ng estudyante ang karaniwang tinatanggap na solusyon sa problema. Hindi niya itinago ang kanyang nalalaman, ngunit inamin na sawa na siya sa pagpapataw ng kanyang paraan ng pag-iisip ng mga guro sa mga mag-aaral, sa paaralan at kolehiyo, at ang kanilang pagtanggi sa mga hindi pamantayang solusyon. Sa malamang nahulaan mo, ang estudyanteng iyon ay si Niels Bohr.
Paglipat sa England
Pagkatapos magtrabaho sa unibersidad sa loob ng tatlong taon, lumipat si Bohr sa England. Ang unang taon ay nagtrabaho siya sa Cambridge kasama si Joseph Thomson, pagkatapos ay lumipat sa Ernest Rutherford sa Manchester. Ang laboratoryo ni Rutherford noong panahong iyon ay itinuturing na pinakatanyag. Kamakailan lamang, ang mga eksperimento ay isinagawa dito na nagbunga ng pagtuklas ng planetaryong modelo ng atom. Mas tiyak, ang modelo ay nasa simula pa lamang nito.
Ang mga eksperimento sa pagdaan ng mga alpha particle sa pamamagitan ng foil ay nagbigay-daan kay Rutherford na mapagtanto na sa gitna ng atom ay mayroong isang maliit na sisingilin na nucleus, na halos halos ang kabuuang masa ng atom, at ang mga light electron ay matatagpuan sa paligid. ito. Dahil ang atom ay neutral sa kuryente, ang kabuuan ng mga singil ng mga electron ay dapat na katumbas ng modulus ng singil ng nucleus. Ang konklusyon na ang singil ng nucleus ay isang maramihang singil ng elektron ay sentro sa pag-aaral na ito, ngunit sa ngayon ay nanatiling hindi malinaw. Sa halip, natukoy ang mga isotope – mga sangkap na may parehong mga katangian ng kemikal ngunit magkaibang mga masa ng atom.
Atomic na bilang ng mga elemento. Batas ng Pag-alis
Nagtatrabaho sa laboratoryo ni Rutherford, napagtanto ni Bohr na ang mga katangian ng kemikal ay nakasalalay sa bilangmga electron sa isang atom, iyon ay, mula sa singil nito, hindi masa, na nagpapaliwanag ng pagkakaroon ng isotopes. Ito ang unang malaking tagumpay ni Bohr sa laboratoryo na ito. Dahil ang alpha particle ay nakakabit sa sarili nito sa isang helium nucleus na may singil na +2, sa panahon ng alpha decay (ang particle ay lumilipad palabas ng nucleus), ang "bata" na elemento sa periodic table ay dapat ilagay sa dalawang cell sa kaliwa kaysa sa " ina", at sa panahon ng beta decay (lumilipad ang electron mula sa nucleus) - isang cell sa kanan. Ito ay kung paano nabuo ang "batas ng radioactive displacements". Dagdag pa, ang Danish physicist ay gumawa ng ilang mas mahahalagang pagtuklas na may kinalaman sa mismong modelo ng atom.
modelo ng Rutherford-Bohr
Ang modelong ito ay tinatawag ding planetary, dahil dito ang mga electron ay umiikot sa nucleus, tulad ng mga planeta sa paligid ng Araw. Ang modelong ito ay nagkaroon ng maraming problema. Ang katotohanan ay ang atom sa loob nito ay sakuna na hindi matatag, at nawalan ng enerhiya sa isang daang milyon ng isang segundo. Sa katotohanan, hindi ito nangyari. Ang problemang lumitaw ay tila hindi malulutas at nangangailangan ng isang radikal na bagong diskarte. Dito pinatunayan ng Danish physicist na si Bor Niels ang kanyang sarili.
Iminungkahi ni Bohr na, salungat sa mga batas ng electrodynamics at mechanics, may mga orbit sa mga atom, na gumagalaw kung saan ang mga electron ay hindi nag-radiate. Ang isang orbit ay matatag kung ang angular na momentum ng isang elektron na matatagpuan dito ay katumbas ng kalahati ng pare-pareho ng Planck. Nagaganap ang radyasyon, ngunit sa sandali lamang ng paglipat ng isang elektron mula sa isang orbit patungo sa isa pa. Ang lahat ng enerhiya na inilabas sa kasong ito ay dinadala ng radiation quantum. Ang nasabing quantum ay may enerhiya na katumbas ng produkto ng dalas ng pag-ikot at pare-pareho ng Planck, o ang pagkakaiba sa pagitan ng inisyal atang huling enerhiya ng elektron. Kaya, pinagsama ni Bohr ang gawain ni Rutherford at ang ideya ng quanta, na iminungkahi ni Max Planck noong 1900. Ang nasabing unyon ay sumasalungat sa lahat ng mga probisyon ng tradisyonal na teorya, at sa parehong oras, ay hindi ganap na tinanggihan ito. Itinuring ang electron bilang isang materyal na punto na gumagalaw ayon sa mga klasikal na batas ng mekanika, ngunit ang mga orbit lamang na tumutupad sa "kondisyon ng quantization" ang "pinapayagan". Sa gayong mga orbit, ang mga energies ng isang electron ay inversely proportional sa mga parisukat ng mga numero ng orbit.
Derivation mula sa "frequency rule"
Batay sa "panuntunan ng mga frequency", napagpasyahan ni Bohr na ang mga frequency ng radiation ay proporsyonal sa pagkakaiba sa pagitan ng mga inverse squares ng integers. Noong nakaraan, ang pattern na ito ay itinatag ng mga spectroscopist, ngunit hindi nakahanap ng teoretikal na paliwanag. Ginawang posible ng teorya ni Niels Bohr na ipaliwanag ang spectrum ng hindi lamang hydrogen (ang pinakasimpleng mga atomo), kundi pati na rin ang helium, kabilang ang ionized. Inilarawan ng siyentipiko ang impluwensya ng paggalaw ng nucleus at hinulaan kung paano napupuno ang mga shell ng elektron, na naging posible upang ipakita ang pisikal na katangian ng periodicity ng mga elemento sa sistema ng Mendeleev. Para sa mga pag-unlad na ito, ginawaran si Bohr ng Nobel Prize noong 1922.
Bohr Institute
Pagkatapos ng trabaho ni Rutherford, ang kinikilala nang physicist na si Bohr Niels ay bumalik sa kanyang tinubuang-bayan, kung saan siya ay inanyayahan noong 1916 bilang isang propesor sa Unibersidad ng Copenhagen. Pagkalipas ng dalawang taon, naging miyembro siya ng Royal Danish Society (noong 1939, pinamunuan ito ng siyentipiko).
Noong 1920, itinatag ni Bohr ang Institute for Theoreticalpisika at naging pinuno nito. Ang mga awtoridad ng Copenhagen, bilang pagkilala sa mga merito ng physicist, ay nagbigay sa kanya ng pagtatayo ng makasaysayang "Brewer's House" para sa instituto. Natugunan ng Institute ang lahat ng mga inaasahan, na gumaganap ng isang natitirang papel sa pagbuo ng quantum physics. Kapansin-pansin na ang mga personal na katangian ni Bohr ay may mahalagang papel dito. Pinalibutan niya ang kanyang sarili ng mga mahuhusay na empleyado at mag-aaral, ang mga hangganan sa pagitan na madalas ay hindi nakikita. Ang Bohr's Institute ay internasyonal, sinubukan ng mga tao na mahulog dito mula sa lahat ng dako. Kabilang sa mga sikat na tao sa paaralang Bohr ay sina: F. Bloch, W. Weisskopf, H. Casimir, O. Bora, L. Landau, J. Wheeler at marami pang iba.
Ang German scientist na si Werne Heisenberg ay bumisita sa Bohr nang higit sa isang beses. Sa oras na nilikha ang "prinsipyo ng kawalan ng katiyakan", si Erwin Schrödinger, na isang tagasuporta ng puro wave point of view, ay nakipag-usap kay Bohr. Ang pundasyon ng isang qualitatively bagong physics ng ikadalawampu siglo ay nabuo sa dating Brewer's House, isa sa mga pangunahing tauhan kung saan si Niels Bohr.
Ang modelo ng atom na iminungkahi ng Danish na siyentipiko at ng kanyang tagapagturo na si Rutherford ay hindi magkatugma. Pinag-isa nito ang mga postulate ng klasikal na teorya at mga hypotheses na malinaw na sumasalungat dito. Upang maalis ang mga kontradiksyong ito, kinailangan na radikal na rebisahin ang mga pangunahing probisyon ng teorya. Ang mga direktang merito ni Bohr, ang kanyang awtoridad sa mga pang-agham na bilog, at simpleng personal na impluwensya ay may mahalagang papel sa direksyon na ito. Ang gawain ni Niels Bohr ay nagpakita na upang makakuha ng isang pisikal na larawan ng microworld, ang diskarte na matagumpay na ginagamit para sa "mundo ng malalaking bagay" ay hindi angkop, at ito ay nagingisa sa mga tagapagtatag ng pamamaraang ito. Ipinakilala ng siyentipiko ang mga konsepto gaya ng "hindi makontrol na epekto ng mga pamamaraan sa pagsukat" at "mga karagdagang dami".
Copenhagen quantum theory
Ang probabilistic (aka Copenhagen) na interpretasyon ng quantum theory, gayundin ang pag-aaral ng maraming "kabalintunaan" nito, ay nauugnay sa pangalan ng Danish na siyentipiko. Isang mahalagang papel dito ang ginampanan ng talakayan ni Bohr kay Albert Einstein, na hindi nagustuhan ang quantum physics ni Bohr sa isang probabilistikong interpretasyon. Ang “correspondence principle”, na binuo ng Danish scientist, ay gumanap ng mahalagang papel sa pag-unawa sa mga pattern ng microcosm at ang kanilang pakikipag-ugnayan sa classical (non-quantum) physics.
Nuclear theme
Pagsisimulang mag-aral ng nuclear physics sa ilalim ng Rutherford, binigyang-pansin ni Bohr ang mga paksang nuklear. Noong 1936, iminungkahi niya ang teorya ng compound nucleus, na sa lalong madaling panahon ay nagbigay ng drop model, na may mahalagang papel sa pag-aaral ng nuclear fission. Sa partikular, hinulaan ni Bohr ang spontaneous fission ng uranium nuclei.
Nang mahuli ng mga Nazi ang Denmark, lihim na dinala ang siyentipiko sa England, at pagkatapos ay sa Amerika, kung saan, kasama ang kanyang anak na si Oge, nagtrabaho siya sa Manhattan Project sa Los Alamos. Sa mga taon pagkatapos ng digmaan, si Bohr ay nagtalaga ng maraming oras sa mga katanungan ng kontrol sa mga sandatang nukleyar at ang mapayapang paggamit ng mga atomo. Nakibahagi siya sa paglikha ng sentro para sa pagsasaliksik ng nukleyar sa Europa at ibinalik pa ang kanyang mga ideya sa UN. Batay sa katotohanan na hindi tumanggi si Bohr na talakayin ang ilang mga aspeto ng "proyektong nukleyar" sa mga physicist ng Sobyet, itinuring niya itong mapanganib.monopolyong pagmamay-ari ng mga sandatang nuklear.
Iba pang larangan ng kaalaman
Bukod dito, si Niels Bohr, na ang talambuhay ay magtatapos na, ay interesado rin sa mga isyung may kaugnayan sa physics, sa partikular na biology. Interesado rin siya sa pilosopiya ng natural na agham.
Namatay ang isang natatanging Danish na siyentipiko dahil sa atake sa puso noong Oktubre 18, 1962 sa Copenhagen.
Konklusyon
Niels Bohr, na ang mga natuklasan ay tiyak na nagpabago sa pisika, ay nagtamasa ng mahusay na awtoridad sa siyensya at moral. Ang pakikipag-usap sa kanya, kahit na panandalian, ay gumawa ng isang hindi maalis na impresyon sa mga kausap. Ipinakita ng pananalita at pagsulat ni Bohr na maingat niyang pinili ang kanyang mga salita upang mailarawan ang kanyang mga iniisip nang tumpak hangga't maaari. Tinawag ng Russian physicist na si Vitaly Ginzburg si Bohr na hindi kapani-paniwalang maselan at matalino.
