Нильс Бор писал, что этому открытию он обязан сну. Во втором томе помещены работы Нильса Бора, опубликованные после 1925 г. Они охватывают в основном вопросы квантовой механики, квантовой электродинамики и теории атомного ядра. Нильс Хенрик Давид Бор родился 7 октября 1885 года в Копенгагене, в семье профессора физиологии.
Нильс Бор Биография и материалы
Датский физик Нильс Бор внес весомый вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций. Телеграф новостей. Новости. Нильс Бор с женой Маргарет, 30-е годыВ год празднования столетия теории атома, с которой, как принято считать, началась квантовая механика, мне довелось.
Открытия, сделанные во сне
В данном разделе вы найдете много статей и новостей по теме «Нильс Бор». Получивший известность в качестве основоположника квантовой теории, Нильс Бор глубоко погружался не только в науку, но также в религию и философию. В 1911 году Нильс Бор получил степень доктора физики в Копенгагенском университете. Датский физик Нильс Бор внес весомый вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций. В 1921 году Бор открыл институт имени себя, в котором, получив финансирование от датских властей, впервые подверг экспериментальной проверке теорию квантовой бухгалтерии. Нильс Бор с детства полюбил футбол Во время матча Нильс Бор писал на штангах формулы; Он играл за сборную Дании в амплуа вратаря.
Журнал «ПАРТНЕР»
При этом наука продолжала волновать его так же, как и спорт. Все свободное от футбола время он посвящал математике. В 1908 году Харальд в составе сборной Дании отправился на Олимпийские игры в Лондон. В финале турнира против них играли датчане, пройдясь до этого катком по сборной Франции 26:1. К сожалению для скандинавов, «золото» британцы с трудом, но оставили дома, победив соперника со счетом 2:0. Но и этот результат стал ошеломляющим для северной страны. Дома серебряных призеров встречали, как настоящих героев, а Харальд Бор на том турнире забил свои единственные голы за сборную.
Существует легенда, что во время одного из научных докладов по математике в зале оказались фанаты и, заметив за трибуной своего кумира, чуть не сорвали конференцию. Пока Харальд не поприветствовал каждого из них, порядок в зале вернуть не удалось. Квантовое строение атома, квантовая механика и много других сложных словосочетаний со словом «квантовый», при произнесении которых лицо невольно принимает серьезное выражение. Сотрудничество с Альбертом Эйнштейном и Эрнестом Резерфордом только укрепило значимость имени датского физика. Однако, когда желанная награда оказалась в руках ученого, копенгагенские газеты писали об этом именно так: «Нашему вратарю дали Нобелевскую премию! Во время отбытия из страны он растворил свою Нобелевскую медаль в царской водке, а саму бутылку закопал в саду участка.
Химия Нобелевская премия по химии присуждена американцам Каролин Бертоцци, Барри Шарплессу и датчанину Мортену Мелдалу за развитие клик-химии и биоортогональной химии. Нобелевский комитет по химии отметил вклад исследователей в функциональный инновационный способ построения молекул. Результаты их работы используют при разработке препаратов для лечения онкологических заболеваний. Мария Кюри была удостоена Нобелевской премии за исследования по физике и по химии, а Лайнус Полинг был Нобелевским лауреатом по химии и обладателем премии мира. Физиология и медицина В 2022 году Нобелевский комитет присудил награду шведскому биологу Сванте Паабо. Ученый доказал с помощью генетических методов, что вымерший так называемый денисовский человек, который обитал в Азии вместе с неандертальцами и людьми современного типа, был отдельной ветвью в эволюции человека. Открытие считается сенсационным в науке. Самая известная Нобелевская премия по медицине была присуждена Александеру Флемингу, Эрнесту Чейну и Говарду Флори в 1945 году за открытие пенициллина и его лечебного эффекта при разнообразных инфекционных заболеваниях.
Экономика В 2022 году Нобелевскую премию по экономическим наукам присудили американским ученым Бену Бернанке, Дугласу Даймонду и Филипу Дибвигу — за исследование финансовых кризисов. Благодаря их работе значительно улучшилось понимание роли банков в экономике, особенно важности недопущения их краха.
Во время выступления в Академии наук великого Бора на вопрос "Как вам удалось создать первоклассную школу физиков? Физик Евгений Лифшиц, переводивший выступление Бора, перевел эти слова так: "Это удалось потому, что я никогда не стеснялся заявить своим ученикам, что они дураки". В зале поднялся шум и смех.
Лифшиц переспросил у Бора, что тот сказал, и извинился перед аудиторией за свою оговорку. Реплика Капицы вызвала в аудитории аплодисменты. Бор и Ландау смеялись громче всех. Нильс Бор блестяще излагал свои мысли, когда бывал один на один с собеседником, а вот выступления его перед большой аудиторией часто бывали неудачны, порой даже малопонятны. А вот его брат Харальд, известный математик был блестящим лектором.
Нильс всегда объясняет то, о чем будет говорить позже".
Само понятие «запутывание» ввел еще в 1935 году Эрвин Шредингер. Однако широко использоваться оно стало только с появлением первых систем квантовой связи и прототипов квантовых компьютеров. Чтобы частицы стали связанными, или запутанными, они должны были когда-то провзаимодействовать. Например, они могли образоваться в результате распада одной частицы. Даже если их после этого взаимодействия разнести на любое расстояние, изменение одной частицы мгновенно, быстрее скорости света, повлечет за собой изменение другой. Эйнштейн не соглашался с квантовой теорией. По его мнению, весь мир должен был подчиняться классической физике, а значит, ничто не должно превышать скорости света.
Посему мгновенное изменение состояния частицы, удаленной на сотни или тысячи километров только из-за случайной запутанности просто невозможно. На это Нильс Бор, сторонник квантовой механики, ответил ему: «Эйнштейн, перестань указывать Богу, что он должен делать со своими игральными костями!
Нильс Бор: молчание о главном
| ФутБОРный клуб. Как великие ученые оставили след в спорте | В Копенгагенском университете, куда Нильс Бор поступил в 1903 году, его считали «тяжёлым студентом». |
| Нобелевские лауреаты 2022: кто и за какие открытия получил премию | Нильс Бор начал с открытий, сделанных Резерфордом, и продолжал развивать их, пока не смог наложить на них свой отпечаток. |
103 года назад Нильс Бор предложил планетарную модель строения атома
В данном разделе вы найдете много статей и новостей по теме «Нильс Бор». Нильс Бор с детства полюбил футбол Во время матча Нильс Бор писал на штангах формулы; Он играл за сборную Дании в амплуа вратаря. 1 марта 1869 года русский ученый-энциклопедист Дмитрий Иванович Менделеев открыл периодический закон и составил систему химических элементов.
Новость детально
Энрико Ферми с сотрудниками изучали результаты бомбардировки атомных ядер нейтронами. Бор вместе с рядом других ученых предложил капельную модель ядра, соответствующую многим наблюдаемым реакциям. Эта модель, где поведение нестабильного тяжелого атомного ядра сравнивается с делящейся каплей жидкости, дало в конце 1938 г. Фришу и Лизе Майтнер разработать теоретическую основу для понимания деления ядра.
Открытие деления накануне второй мировой войны немедленно дало пищу для домыслов о том, как с его помощью можно высвобождать колоссальную энергию. Во время визита в Принстон в начале 1939 г. Бор определил, что один из обычных изотопов урана, уран-235, является расщепляемым материалом, что оказало существенное влияние на разработку атомной бомбы.
В первые годы войны Бор продолжал работать в Копенгагене, в условиях германской оккупации Дании, над теоретическими деталями деления ядер. Однако в 1943 г. Оттуда он вместе с сыном Оге перелетел в Англию в пустом бомбовом отсеке британского военного самолета.
Хотя Бор считал создание атомной бомбы технически неосуществимым, работа по созданию такой бомбы уже начиналась в Соединенных Штатах, и союзникам потребовалась его помощь. В конце 1943 г. Нильс и Оге отправились в Лос-Аламос для участия в работе над Манхэттенским проектом.
Старший Бор сделал ряд технических разработок при создании бомбы и считался старейшиной среди многих работавших там ученых; однако его в конце войны крайне волновали последствия применения атомной бомбы в будущем. Рузвельтом и премьер-министром Великобритании Уинстоном Черчиллем, пытаясь убедить их быть открытыми и откровенными с Советским Союзом в отношении нового оружия, а также настаивал на установлении системы контроля над вооружениями в послевоенный период. Однако его усилия не увенчались успехом.
После войны Бор вернулся в Институт теоретической физики, который расширился под его руководством. Он помогал основать ЦЕРН Европейский центр ядерных исследований и играл активную роль в его научной программе в 50-е гг. Он также принял участие в основании Нордического института теоретической атомной физики Нордита в Копенгагене — объединенного научного центра Скандинавских государств.
В эти годы Бор продолжал выступать в прессе за мирное использование ядерной энергии и предупреждал об опасности ядерного оружия. В 1950 г. За свои усилия в этом направлении он получил первую премию «За мирный атом», учрежденную Фондом Форда в 1957 г.
Достигнув 70-летнего возраста обязательной отставки в 1955 г. В последние годы своей жизни он продолжал вносить свой вклад в развитие квантовой физики и проявлял большой интерес к новой области молекулярной биологии. Человек высокого роста, с большим чувством юмора, Бор был известен своим дружелюбием и гостеприимством.
Среди прочего в ней вскрывалась неспособность классической электродинамики объяснить магнитные явления в металлах. Это исследование помогло Бору понять на ранней стадии своей научной деятельности, что классическая теория не может полностью описать поведение электронов. Получив докторскую степень в 1911 г. Томсоном , который открыл электрон в 1897 г. Правда, к тому времени Томсон начал заниматься уже другими темами, и он выказал мало интереса к диссертации Бора и содержащимся там выводам. Но Бор тем временем заинтересовался работой Эрнеста Резерфорда в Манчестерском университете. Резерфорд со своими коллегами изучал вопросы радиоактивности элементов и строения атома. Бор переехал в Манчестер на несколько месяцев в начале 1912 г. Он вывел много следствий из ядерной модели атома , предложенной Резерфордом, которая не получила еще широкого признания. В дискуссиях с Резерфордом и другими учеными Бор отрабатывал идеи, которые привели его к созданию своей собственной модели строения атома.
Летом 1912 г. Бор вернулся в Копенгаген и стал ассистент-профессором Копенгагенского университета. В этом же году он женился на Маргрет Норлунд. У них было шесть сыновей, один из которых, Oгe Бор, также стал известным физиком. В течение следующих двух лет Бор продолжал работать над проблемами, возникающими в связи с ядерной моделью атома. Резерфорд предположил в 1911 г. Эта модель основывалась на представлениях, находивших опытное подтверждение в физике твердого тела, но приводила к одному трудноразрешимому парадоксу. Согласно классической электродинамике, вращающийся по орбите электрон должен постоянно терять энергию, отдавая ее в виде света или другой формы электромагнитного излучения. По мере того как его энергия теряется, электрон должен приближаться по спирали к ядру и в конце концов упасть на него, что привело бы к разрушению атома. На самом же деле атомы весьма стабильны, и, следовательно, здесь образуется брешь в классической теории.
Бор испытывал особый интерес к этому очевидному парадоксу классической физики, поскольку все слишком напоминало те трудности, с которыми он столкнулся при работе над диссертацией. Возможное решение этого парадокса, как полагал он, могло лежать в квантовой теории. В 1900 г. Макс Планк выдвинул предположение, что электромагнитное излучение, испускаемое горячим веществом, идет не сплошным потоком, а вполне определенными дискретными порциями энергии. Назвав в 1905 г.
Например, Бору совместно с его ассистентом Хендриком Крамерсом так и не удалось решить задачу о движении электронов в атоме гелия простейшей двухэлектронной системе , которой они занимались с 1916. Бор отчётливо понимал ограниченность существующих подходов так называемой «старой квантовой теории» и необходимость построения теории, основанной на совершенно новых принципах: …весь подход к проблеме в целом носил ещё в высшей степени полуэмпирический характер, и вскоре стало совершенно ясно, что для исчерпывающего описания физических и химических свойств элементов необходим новый радикальный отход от классической механики, чтобы соединить квантовые постулаты в логически непротиворечивую схему. Принцип дополнительности 1924—1930 [ ] Альберт Эйнштейн и Нильс Бор.
Брюссель 1930 Новой теорией стала квантовая механика , которая была создана в 1925 — 1927 годах в работах Вернера Гейзенберга , Эрвина Шрёдингера , Макса Борна, Поля Дирака [35]. Вместе с тем, основные идеи квантовой механики, несмотря на её формальные успехи, в первые годы оставались во многом неясными. Для полного понимания физических основ квантовой механики было необходимо связать её с опытом, выявить смысл используемых в ней понятий ибо использование классической терминологии уже не было правомерным , то есть дать интерпретацию её формализма. Именно над этими вопросами физической интерпретации квантовой механики размышлял в это время Бор. Итогом стала концепция дополнительности, которая была представлена на конгрессе памяти Алессандро Вольты в Комо в сентябре 1927 [36]. Исходным пунктом в эволюции взглядов Бора стало принятие им в 1925 дуализма волна — частица. До этого Бор отказывался признавать реальность эйнштейновских квантов света фотонов , которые было трудно согласовать с принципом соответствия [37] , что вылилось в совместную с Крамерсом и Джоном Слэтером статью, в которой было сделано неожиданное предположении о несохранении энергии и импульса в индивидуальных микроскопических процессах законы сохранения принимали статистический характер. Однако эти взгляды вскоре были опровергнуты опытами Вальтера Боте и Ганса Гейгера [38].
Именно корпускулярно-волновой дуализм был положен Бором в основу интерпретации теории. Идея дополнительности, развитая в начале 1927 во время отпуска в Норвегии [39] , отражает логическое соотношение между двумя способами описания или наборами представлений, которые, хотя и исключают друг друга, оба необходимы для исчерпывающего описания положения дел. Сущность принципа неопределённости состоит в том, что не может возникнуть такой физической ситуации, в которой оба дополнительные аспекта явления проявились бы одновременно и одинаково отчётливо [40]. Иными словами, в микромире нет состояний, в которых объект имел бы одновременно точные динамические характеристики, принадлежащие двум определённым классам, взаимно исключающим друг друга, что находит выражение в соотношении неопределённостей Гейзенберга. Следует отметить, что на формирование идей Бора, как он сам признавал, повлияли философско-психологические изыскания Сёрена Кьеркегора, Харальда Гёффдинга и Уильяма Джемса [41]. Принцип дополнительности лёг в основу так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики [42] и анализа процесса измерения [43] характеристик микрообъектов. Согласно этой интерпретации, заимствованные из классической физики динамические характеристики микрочастицы её координата, импульс , энергия и др. Смысл и определённое значение той или иной характеристики электрона, например, его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определённый смысл и все одновременно могут иметь определённое значение такой классический объект условно называется измерительным прибором.
Роль принципа дополнительности оказалась столь существенной, что Паули даже предлагал назвать квантовую механику «теорией дополнительности» по аналогии с теорией относительности [44]. Через месяц после конгресса в Комо, на пятом Сольвеевском конгрессе в Брюсселе , начались знаменитые дискуссии Бора и Эйнштейна об интерпретации квантовой механики [45]. Спор продолжился в 1930 на шестом конгрессе, а затем возобновился с новой силой в 1935 после появления известной работы [46] Эйнштейна, Подольского и Розена о полноте квантовой механики. Дискуссии не прекращались до самой смерти Эйнштейна [47] , порой принимая ожесточённый характер. Впрочем, участники никогда не переставали относиться друг к другу с огромным уважением, что нашло отражение в словах Эйнштейна, написанных в 1949 : Я вижу, что я был … довольно резок, но ведь … ссорятся по-настоящему только братья или близкие друзья. Здесь его посещали знаменитости не только научного например, Резерфорд , но и политического мира королевская чета Дании, английская королева Елизавета , президенты и премьер-министры различных стран [50]. В 1934 Бор пережил тяжёлую личную трагедию. Во время плавания на яхте в проливе Каттегат штормовой волной был смыт за борт его старший сын — 19-летний Христиан; обнаружить его так и не удалось [51].
Всего у Нильса и Маргарет было шестеро детей. Один из них, Оге Бор, также стал выдающимся физиком, лауреатом Нобелевской премии 1975. В 1930-е годы Бор увлёкся ядерной тематикой , переориентировав на неё свой институт: благодаря своей известности и влиянию он сумел добиться выделения финансирования на строительство у себя в Институте новых установок — циклотрона , ускорителя по модели Кокрофта — Уолтона, ускорителя ван-де-Граафа [52]. Сам он внёс в это время существенный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций. В 1936 Бор, исходя из существования недавно наблюдавшихся нейтронных резонансов, сформулировал фундаментальное для ядерной физики представление о характере протекания ядерных реакций : он предположил существование так называемого составного ядра «компаунд-ядра» , то есть возбуждённого состояния ядра с временем жизни порядка времени движения нейтрона через него. Тогда механизм реакций, не ограничивающийся лишь нейтронными реакциями, включает два этапа: 1 образование составного ядра, 2 его распад. При этом две эти стадии протекают независимо друг от друга, что обусловлено равновесным перераспределением энергии между степенями свободы компаунд-ядра. Это позволило применить статистический подход к описанию поведения ядер, что позволило вычислить сечения ряда реакций, а также интерпретировать распад составного ядра в терминах испарения частиц [53].
Однако такая простая картина имеет место лишь при больших расстояниях между резонансами уровнями ядра , то есть при малых энергиях возбуждения. Как было показано в 1939 в совместной работе Бора с Рудольфом Пайерлсом и Георгом Плачеком, при перекрытии резонансов компаунд-ядра равновесие в системе не успевает установится и две стадии реакции перестают быть независимыми, то есть характер распада промежуточного ядра определяется процессом его формирования. Развитие теории в этом направлении привело к созданию в 1953 Виктором Вайскопфом, Германом Фешбахом и К. Портером так называемой «оптической модели ядра», описывающей ядерные реакции в широком диапазоне энергий [54]. Одновременно с представлением о составном ядре Бор совместно с Ф. Калькаром предложил рассматривать коллективные движения частиц в ядрах, противопоставив их картине независимых нуклонов. Такие колебательные моды жидкокапельного типа находят отражение в спектроскопических данных в частности, в мультипольной структуре ядерного излучения. Идеи о поляризуемости и деформациях ядер были положены в основу обобщённой коллективной модели ядра, развитой в начале 1950 -х годов Оге Бором, Беном Моттельсоном и Джеймсом Рейнуотером [55].
Велик вклад Бора в объяснение механизма деления ядер, при котором происходит освобождение огромных количеств энергии. Деление было экспериментально обнаружено в конце 1938 Отто Ганом и Фрицем Штрассманом и верно истолковано Лизе Мейтнер и Отто Фришем во время рождественских каникул. Бор узнал об их идеях от Фриша, работавшего тогда в Копенгагене , перед самым отъездом в США в январе 1939 [56]. В Принстоне совместно с Джоном Уилером он развил количественную теорию деления ядер, основываясь на модели составного ядра и представлениях о критической деформации ядра, ведущей к его неустойчивости и распаду.
Прежде чем перейти непосредственно к биографии Нильса Бора , хотелось бы описать вкратце его научные открытия и достижения. Нильс Бор в личном кабинете, 1935 г. Фото: Общественное достояние, ru. Этим занимается классическая физика. Квантовые описания процессов нужны в области очень высоких энергий и царства очень малого. Знание квантовой физики не имеет большого значения в работе инженеров и ученых. Однако без открытий законов квантовой физики сегодня был бы невозможен ни один компьютер, смартфон или даже телевизор — по сути, весь наш сегодняшний технологический уклад. В первых десятилетиях ХХ века уже стало известно, что электроны входят в состав атомов. Ученые физики решили описать их внутриатомное движение и положение. Было сделано заключение, что строение атома — это прежде всего планетарная система: ядро с вращающимися вокруг него по орбитам электронами. Так вот, хотя электроны капризны в выборе орбит, Нильс Бор был первым, кому удалось понять их правила игры, и эти правила игры включали в себя принципы зарождающейся квантовой механики. Прежде всего Бор предположил, что электроны имеют определенные значения энергии и занимают только конкретные орбиты.