Niels Bohr ialah seorang ahli fizik dan tokoh masyarakat Denmark, salah seorang pengasas fizik moden. Beliau adalah pengasas dan ketua Institut Copenhagen untuk Fizik Teori, pengasas sekolah saintifik dunia, dan juga ahli asing Akademi Sains USSR. Artikel ini akan mengkaji kisah hidup Niels Bohr dan pencapaian utamanya.
Merit
Ahli Fizik Denmark Bohr Niels mengasaskan teori atom, yang berdasarkan model planet atom, konsep kuantum dan postulat yang dicadangkan oleh beliau secara peribadi. Di samping itu, Bohr diingati kerana kerja pentingnya mengenai teori nukleus atom, tindak balas nuklear dan logam. Beliau adalah salah seorang peserta dalam penciptaan mekanik kuantum. Sebagai tambahan kepada perkembangan dalam bidang fizik, Bohr memiliki beberapa karya mengenai falsafah dan sains semula jadi. Saintis itu secara aktif melawan ancaman atom. Pada tahun 1922 beliau dianugerahkan Hadiah Nobel.
Zaman kanak-kanak
Saintis masa depan Niels Bohr dilahirkan di Copenhagen pada 7 Oktober 1885. Bapanya, Christian, adalah seorang profesor fisiologi di universiti tempatan, dan ibunya, Ellen, berasal dari keluarga Yahudi yang kaya. Niels mempunyai seorang adik lelaki, Harald. Ibu bapa cuba membuat masa kanak-kanak anak lelaki mereka gembira dan penuh peristiwa. positifpengaruh keluarga, dan khususnya ibu, memainkan peranan utama dalam pembangunan kualiti rohani mereka.
Pendidikan
Bohr mendapat pendidikan rendah di Sekolah Gammelholm. Semasa tahun sekolahnya, dia gemar bola sepak, dan kemudian - bermain ski dan belayar. Pada usia dua puluh tiga, Bohr lulus dari Universiti Copenhagen, di mana dia dianggap sebagai ahli fizik penyelidikan yang sangat berbakat. Untuk projek pengijazahannya mengenai penentuan tegangan permukaan air menggunakan getaran pancutan air, Niels telah dianugerahkan pingat emas daripada Akademi Sains Diraja Denmark. Setelah menerima pendidikannya, ahli fizik yang bercita-cita tinggi Bor Niels kekal bekerja di universiti. Di sana dia menjalankan beberapa kajian penting. Salah seorang daripada mereka menumpukan kepada teori elektronik klasik logam dan membentuk asas disertasi kedoktoran Bohr.
Berfikir di luar kotak
Suatu hari, presiden Akademi Diraja, Ernest Rutherford, telah diminta bantuan oleh rakan sekerja dari Universiti Copenhagen. Yang terakhir berhasrat untuk memberikan pelajarnya gred terendah, apabila dia fikir dia layak mendapat gred "cemerlang". Kedua-dua pihak dalam pertikaian bersetuju untuk bergantung pada pendapat pihak ketiga, penimbang tara tertentu, yang menjadi Rutherford. Mengikut soalan peperiksaan, pelajar perlu menerangkan cara barometer boleh digunakan untuk menentukan ketinggian bangunan.
Pelajar itu menjawab bahawa untuk ini anda perlu mengikat barometer pada tali panjang, memanjat dengannya ke bumbung bangunan, menurunkannya ke tanah dan mengukur panjang tali yang telah turun. Di satu pihak, jawapannya ialahbenar-benar benar dan lengkap, tetapi sebaliknya, ia mempunyai sedikit persamaan dengan fizik. Kemudian Rutherford mencadangkan pelajar itu cuba menjawab sekali lagi. Dia memberinya enam minit, dan memberi amaran bahawa jawapan itu harus menggambarkan pemahaman undang-undang fizikal. Lima minit kemudian, selepas mendengar daripada pelajar itu bahawa dia memilih yang terbaik daripada beberapa penyelesaian, Rutherford memintanya menjawab lebih awal daripada jadual. Kali ini, pelajar mencadangkan supaya mereka naik ke bumbung dengan barometer, membuangnya ke bawah, mengukur masa jatuh dan, menggunakan formula khas, mengetahui ketinggian. Jawapan ini memuaskan hati guru, tetapi dia dan Rutherford tidak dapat menafikan keseronokan mereka mendengar versi pelajar yang lain.
Kaedah seterusnya adalah berdasarkan mengukur ketinggian bayang barometer dan ketinggian bayang bangunan, dan kemudian menyelesaikan perkadaran. Rutherford menyukai pilihan ini, dan dia dengan penuh semangat meminta pelajar itu menyerlahkan kaedah yang selebihnya. Kemudian pelajar itu menawarkan kepadanya pilihan yang paling mudah. Anda hanya perlu meletakkan barometer pada dinding bangunan dan membuat tanda, dan kemudian mengira bilangan markah dan darabkannya dengan panjang barometer. Pelajar itu percaya bahawa jawapan yang begitu jelas tidak boleh diabaikan.
Untuk tidak dianggap pelawak di mata saintis, pelajar itu mencadangkan pilihan yang paling canggih. Setelah mengikat tali pada barometer, dia berkata, anda perlu menghayunkannya di dasar bangunan dan di atas bumbungnya, mengukur magnitud graviti. Daripada perbezaan antara data yang diterima, jika dikehendaki, anda boleh mengetahui ketinggiannya. Selain itu, dengan mengayunkan bandul pada tali dari bumbung bangunan, seseorang boleh menentukan ketinggian dari tempoh precession.
Akhirnya, seorang pelajarditawarkan untuk mencari pengurus bangunan dan, sebagai pertukaran untuk barometer yang indah, mengetahui ketinggian daripadanya. Rutherford bertanya sama ada pelajar itu benar-benar tidak mengetahui penyelesaian yang diterima umum untuk masalah itu. Dia tidak menyembunyikan apa yang dia tahu, tetapi mengakui bahawa dia sudah muak dengan pengenaan cara pemikirannya oleh guru terhadap pelajar, di sekolah dan kolej, dan penolakan mereka terhadap penyelesaian yang tidak standard. Seperti yang anda duga, pelajar itu ialah Niels Bohr.
Berpindah ke England
Selepas bekerja di universiti selama tiga tahun, Bohr berpindah ke England. Tahun pertama dia bekerja di Cambridge dengan Joseph Thomson, kemudian berpindah ke Ernest Rutherford di Manchester. Makmal Rutherford pada masa itu dianggap paling cemerlang. Baru-baru ini, eksperimen telah dijalankan di dalamnya yang menimbulkan penemuan model planet atom. Lebih tepat lagi, model itu ketika itu masih di peringkat awal.
Eksperimen pada laluan zarah alfa melalui kerajang membolehkan Rutherford menyedari bahawa di tengah atom terdapat nukleus bercas kecil, yang hampir tidak menyumbang keseluruhan jisim atom, dan elektron cahaya terletak di sekeliling ia. Oleh kerana atom adalah neutral elektrik, jumlah cas elektron mestilah sama dengan modulus cas nukleus. Kesimpulan bahawa cas nukleus adalah gandaan cas elektron adalah pusat kajian ini, tetapi setakat ini masih tidak jelas. Sebaliknya, isotop telah dikenal pasti – bahan yang mempunyai sifat kimia yang sama tetapi jisim atom berbeza.
Nombor atom unsur. Hukum Anjakan
Bekerja di makmal Rutherford, Bohr menyedari bahawa sifat kimia bergantung pada bilanganelektron dalam atom, iaitu, dari casnya, bukan jisim, yang menerangkan kewujudan isotop. Ini adalah pencapaian besar pertama Bohr dalam makmal ini. Oleh kerana zarah alfa melekat pada nukleus helium dengan cas +2, semasa pereputan alfa (zarah itu terbang keluar dari nukleus), elemen "anak" dalam jadual berkala harus diletakkan dua sel di sebelah kiri daripada " ibu", dan semasa pereputan beta (elektron terbang keluar dari nukleus) - satu sel ke kanan. Ini adalah bagaimana "undang-undang anjakan radioaktif" dibentuk. Selanjutnya, ahli fizik Denmark membuat beberapa penemuan yang lebih penting yang berkaitan dengan model atom.
model Rutherford-Bohr
Model ini juga dipanggil planet, kerana di dalamnya elektron berputar mengelilingi nukleus, sama seperti planet mengelilingi Matahari. Model ini mempunyai beberapa masalah. Hakikatnya ialah atom di dalamnya tidak stabil secara malapetaka, dan kehilangan tenaga dalam seratus juta sesaat. Pada hakikatnya, ini tidak berlaku. Masalah yang timbul kelihatan tidak dapat diselesaikan dan memerlukan pendekatan baru yang radikal. Di sinilah ahli fizik Denmark Bor Niels membuktikan dirinya.
Bohr mencadangkan bahawa, bertentangan dengan undang-undang elektrodinamik dan mekanik, terdapat orbit dalam atom, yang bergerak sepanjang elektron tidak memancar. Orbit adalah stabil jika momentum sudut elektron yang terletak di atasnya adalah sama dengan separuh daripada pemalar Planck. Radiasi berlaku, tetapi hanya pada saat peralihan elektron dari satu orbit ke orbit yang lain. Semua tenaga yang dibebaskan dalam kes ini dibawa oleh kuantum sinaran. Kuantum sedemikian mempunyai tenaga yang sama dengan hasil kali kekerapan putaran dan pemalar Planck, atau perbezaan antara permulaan dantenaga akhir elektron. Oleh itu, Bohr menggabungkan karya Rutherford dan idea quanta, yang dicadangkan oleh Max Planck pada tahun 1900. Kesatuan sedemikian bercanggah dengan semua peruntukan teori tradisional, dan pada masa yang sama, tidak menolaknya sepenuhnya. Elektron dianggap sebagai titik material yang bergerak mengikut undang-undang klasik mekanik, tetapi hanya orbit yang memenuhi "keadaan kuantisasi" sahaja "dibenarkan". Dalam orbit sedemikian, tenaga elektron adalah berkadar songsang dengan kuasa dua nombor orbit.
Terbitan daripada "peraturan frekuensi"
Berdasarkan "peraturan frekuensi", Bohr membuat kesimpulan bahawa frekuensi sinaran adalah berkadar dengan perbezaan antara kuasa dua songsang integer. Sebelum ini, corak ini telah ditubuhkan oleh spektroskopi, tetapi tidak menemui penjelasan teori. Teori Niels Bohr memungkinkan untuk menerangkan spektrum bukan sahaja hidrogen (atom yang paling mudah), tetapi juga helium, termasuk yang terion. Ahli sains menggambarkan pengaruh pergerakan nukleus dan meramalkan bagaimana cangkang elektron diisi, yang memungkinkan untuk mendedahkan sifat fizikal periodicity unsur-unsur dalam sistem Mendeleev. Untuk perkembangan ini, Bohr telah dianugerahkan Hadiah Nobel pada tahun 1922.
Institut Bohr
Selepas menyelesaikan kerja Rutherford, ahli fizik yang sudah diiktiraf Bohr Niels kembali ke tanah airnya, di mana dia dijemput pada tahun 1916 sebagai profesor di Universiti Copenhagen. Dua tahun kemudian, beliau menjadi ahli Persatuan Diraja Denmark (pada tahun 1939, saintis mengetuainya).
Pada tahun 1920, Bohr mengasaskan Institut Teoritisfizik dan menjadi ketuanya. Pihak berkuasa Copenhagen, sebagai pengiktirafan terhadap kebaikan ahli fizik, memberikannya pembinaan "Rumah Brewer" bersejarah untuk institut itu. Institut memenuhi semua jangkaan, memainkan peranan yang luar biasa dalam pembangunan fizik kuantum. Perlu diingat bahawa kualiti peribadi Bohr memainkan peranan penting dalam hal ini. Dia mengelilingi dirinya dengan pekerja dan pelajar berbakat, sempadan di antaranya sering tidak kelihatan. Institut Bohr adalah antarabangsa, orang ramai cuba masuk ke dalamnya dari mana-mana. Antara orang yang terkenal di sekolah Bohr ialah: F. Bloch, W. Weisskopf, H. Casimir, O. Bora, L. Landau, J. Wheeler dan ramai lagi.
Saintis Jerman Werne Heisenberg melawat Bohr lebih daripada sekali. Pada masa "prinsip ketidakpastian" sedang diwujudkan, Erwin Schrödinger, yang merupakan penyokong sudut pandangan gelombang semata-mata, berbincang dengan Bohr. Asas fizik kualitatif baru abad kedua puluh telah dibentuk di bekas Brewer's House, salah satu tokoh penting di dalamnya ialah Niels Bohr.
Model atom yang dicadangkan oleh saintis Denmark dan mentornya Rutherford adalah tidak konsisten. Ia menyatukan postulat teori klasik dan hipotesis yang jelas bertentangan dengannya. Untuk menghapuskan percanggahan ini, adalah perlu untuk menyemak semula peruntukan utama teori secara radikal. Merit langsung Bohr, kewibawaannya dalam kalangan saintifik, dan hanya pengaruh peribadi memainkan peranan penting ke arah ini. Kerja Niels Bohr menunjukkan bahawa untuk mendapatkan gambaran fizikal dunia mikro, pendekatan yang berjaya digunakan untuk "dunia perkara besar" tidak sesuai, dan ia menjadisalah seorang pengasas pendekatan ini. Saintis itu memperkenalkan konsep seperti "kesan tidak terkawal prosedur pengukuran" dan "kuantiti tambahan".
Teori kuantum Copenhagen
Tafsiran probabilistik (aka Copenhagen) bagi teori kuantum, serta kajian tentang banyak "paradoks"nya, dikaitkan dengan nama saintis Denmark. Peranan penting di sini dimainkan oleh perbincangan Bohr dengan Albert Einstein, yang tidak menyukai fizik kuantum Bohr dalam tafsiran probabilistik. "Prinsip surat menyurat", yang dirumuskan oleh saintis Denmark, memainkan peranan penting dalam memahami corak mikrokosmos dan interaksinya dengan fizik klasik (bukan kuantum).
Tema nuklear
Bermula mempelajari fizik nuklear di bawah Rutherford, Bohr memberi banyak perhatian kepada topik nuklear. Pada tahun 1936, beliau mencadangkan teori nukleus kompaun, yang tidak lama kemudian menimbulkan model penurunan, yang memainkan peranan penting dalam kajian pembelahan nuklear. Khususnya, Bohr meramalkan pembelahan spontan nukleus uranium.
Apabila Nazi menawan Denmark, saintis itu secara rahsia dibawa ke England, dan kemudian ke Amerika, di mana, bersama anaknya Oge, dia bekerja di Projek Manhattan di Los Alamos. Pada tahun-tahun selepas perang, Bohr menumpukan banyak masa untuk persoalan kawalan ke atas senjata nuklear dan penggunaan atom secara aman. Dia mengambil bahagian dalam penciptaan pusat penyelidikan nuklear di Eropah dan juga menyerahkan ideanya kepada PBB. Berdasarkan fakta bahawa Bohr tidak menolak untuk membincangkan aspek tertentu "projek nuklear" dengan ahli fizik Soviet, dia menganggapnya berbahayapemilikan monopoli senjata nuklear.
Bidang ilmu lain
Selain itu, Niels Bohr, yang biografinya akan berakhir, juga berminat dengan isu berkaitan fizik, khususnya biologi. Dia juga berminat dengan falsafah sains semula jadi.
Seorang saintis Denmark yang cemerlang meninggal dunia akibat serangan jantung pada 18 Oktober 1962 di Copenhagen.
Kesimpulan
Niels Bohr, yang penemuannya pasti mengubah fizik, menikmati kuasa sains dan moral yang hebat. Komunikasi dengannya, walaupun sekejap, memberi kesan yang tidak dapat dihapuskan pada teman bicara. Ucapan dan tulisan Bohr menunjukkan bahawa dia memilih kata-katanya dengan teliti untuk menggambarkan pemikirannya setepat mungkin. Ahli fizik Rusia Vitaly Ginzburg menggelar Bohr sebagai sangat halus dan bijak.
