Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 1051

135 лет со дня рождения Нильса Бора

135 лет со дня рождения Нильса Бора
Рассказываем, как Нильс Бор заложил основы всей физики ХХ века

"Даже для больших парней Нильс Бор был чем-то вроде Господа"
Ричард Фейнман.

7 октября 1885 года в Дании родился Нильс Хенрик Давид Бор, которому суждено было стать одним из величайших ученых в мире. "Великий датчанин" занимался квантовой физикой на протяжении всей своей жизни. Именно он выдвинул первые идеи этой новой науки и работал со всеми, кто помогал ее развивать.

Нильс Бор – один из основателей современной физики, член 20 академий наук мира, лауреат Нобелевской премии, создатель квантовой теории атома.

Квантовая теория строения атома берет свое начало с 1913 года, когда Бор стал работать над формулой Бальмера, описывающей серию спектральных линий атома водорода. Бор понял, что существуют орбиты, на которых электроны не теряют энергию. За год до этого, летом 1912 года, он прислал своему наставнику Эрнесту Резерфорду черновик статьи, посвященной проблеме устойчивости атома. По сути Нильс Бор впервые смог объяснить, почему электроны не падают на ядро атома.

Позднее были сформулированы квантовые постулаты Бора, благодаря которым произошел прорыв в познании законов микромира. Боровские постулаты резко расходились с классической механикой и электродинамикой, однако успешно позволяли описать простейший атом водорода.

Орбитальная модель атома Бора, позже усовершенствованная Арнольдом Зоммерфельдом, стала итогом старой квантовой теории. Рождение новой квантовой теории состоялось в 1925-1926 годах и связано оно было с учеником Нильса Бора — Вернером Гейзенбергом (и его матричной механикой), а также с Эрвином Шредингером и Полем Дираком. 

«Эйнштейн, перестань говорить Богу что делать», - сказал Нильс Бор Альберту Эйнштейну, который утверждал, что «Бог не играет в кости».

На знаменитом Сольвеевском конгрессе 1927 года, где собрались светила мировой физики (Бор, Дирак, Планк, Эйнштейн и др.),  впервые была представлена новая теория современной физики — квантовая теория. В своем выступлении Нильс Бор рассказал о вероятностной интерпретации квантовой теории, с которой были согласны практически все — за исключением Альберта Эйнштейна. Так начался знаменитый спор Эйнштейна и Бора, растянувшийся на многие годы. Альберт Эйнштейн считал, что квантовая теория противоречит здравому смыслу, а зависимость от неопределенности указывает на ее неполноту. Позднее, чтобы показать неполноту этой теории, был создан мысленный эксперимент Альберта Эйнштейна, Бориса Подольского и Натана Розена: так называемый ЭПР-парадокс.

Нильс Бор считал корпускулярно-волновой дуализм ключом к пониманию квантовой механики: согласно этой концепции, объект может вести себя и как волна, и как частица. В классической физике это было бы исключено, но в квантовой механике, с принципом дополнительности Бора, такой парадокс возможен. Позднее ученый, совместно с коллегами, пришел к новому радикальному заключению, гласящему, что состояние квантовой системы до измерения является неопределённым. Так родилась знаменитая Копенгагенская интерпретация квантовой механики, выдвинутая Н.Бором, В.Гейзенбергом, В.Паули, поддержанная М.Борном, П.А.М.Дираком и многими другими крупными физиками. Она остается главенствующей и по сей день, хотя существуют и альтернативные теории.

Сольвеевский конгресс 1927 года, Брюссель

Сольвеевский конгресс 1927 года, Брюссель. На фото 18 Нобелевских лауреатов и ряд других крупнейших ученых XX века. Нильс Бор (крайний справа во втором ряду) получил Нобелевскую премию в 1922 году «за заслуги в исследовании строения атомов и испускаемого ими излучения». 

В 1913 году Бор дал объяснение периодической таблице Менделеева, основываясь на орбитальной модели атома. В его стройной картине химические и физические свойства элементов зависят от того, как их электроны расположены вокруг ядра атома. В 1921 году физик создал свою периодическую таблицу, которая не теряет ценности и по сей день, ведь она показывает, как физическая теория становится убедительной основой для понимания химии.

Периодическая система элементов пирамидальной (лестничной) формы Нильса Бора, 1921 год

Периодическая система элементов пирамидальной (лестничной) формы Нильса Бора, 1921 год.

Нобелевский лауреат, советский физик-теоретик Лев Давидович Ландау был учеником Нильса Бора. Ландау — инициатор создания и автор (совместно с Е.М.Лифшицем) фундаментального классического курса теоретической физики, выдержавшего многократные издания и изданного на 20 языках. В 1962 году Ландау получил Нобелевскую премию за пионерские работы в области теории конденсированных сред, в особенности жидкого гелия. Копенгагенская интерпретация квантовой механики была изложена в авторитетнейших курсах – в томе "Теоретической физики" Л.Д.Ландау и Е.М.Лифшица и в двухтомнике А.Мессиа.

В 1939 году Нильс Бор сделал открытие, изменившее мир навсегда. 26 января на конференции по теоретической физике в Вашингтоне он впервые сообщил о делении ядра урана. Позднее вышла его совместная статья с американским физиком Джоном Уилером ("Механизм деления ядер"), где было дано объяснение механизма деления ядра на основе капельной модели. Работы Бора позволили создать как ядерное оружие, так и атомные реакторы.

"Деление ядра урана на две части, из которых каждая представляет собой гигантское атомарное пушечное ядро с огромной энергией в 100 миллионов электронвольт, — это величайшая энергия, которая когда-либо высвобождалась человеком", — писали журналисты The New York Times в том же году.

Нильс Бор, тем не менее, неоднократно  публично выступал против применения ядерного оружия, пытался донести до руководителей мировых держав его разрушительную силу. После Второй мировой войны Бор вернулся в родную Данию и возглавил Датскую комиссию по мирному использованию атомной энергии. 

Ученый скончался 18 ноября 1962 года в возрасте 77 лет. Причиной смерти стал сердечный приступ. В честь Нильса Бора назван 107 элемент таблицы Менделеева — радиоактивный искусственно полученный химический элемент Борий (Bh).

Фото: https://znaj.ua

альберт эйнштейн вероятностная интерпретация квантовой теории джон уилер евгений лифшиц квантовая механика квантовая теория квантовая теория атома квантовая физика лев ландау макс планк нильс бор орбитальная модель атома сольвеевский конгресс

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.