Нийлс Бор: Биография и атомна теория

Pin
Send
Share
Send

Вляво: Нилс Бор през 1922 г. Вдясно: Датският печат от 1963 г. уважи Бор на 50-годишнината от неговата атомна теория. (Кредитна снимка: отляво: AB Lagrelius & Westphal, от Американския институт по физика. Вдясно: Антонио Абриняни / Shutterstock.com)

Нилс Бор беше един от най-важните учени на съвременната физика, известен най-вече със съществения си принос в квантовата теория и своите спечелени Нобелова награда за структурата на атомите.

Роден в Копенхаген през 1885 г. на добре образовани родители, Бор се интересува от физика в млада възраст. Той изучава темата през своите студентски и дипломни години и получава докторска степен по физика през 1911 г. от Копенхагенския университет.

Докато беше студент, Бор спечели конкурс, организиран от Академията на науките в Копенхаген за разследването на измерванията на повърхностното напрежение на течността с помощта на колебания на флуиди. Работейки в лабораторията на баща си (известен физиолог), Бор проведе няколко експеримента и дори направи свои собствени стъклени епруветки.

Бор отиде над и извън текущата теория за течно повърхностно напрежение, като взе предвид вискозитета на водата, както и включи крайни амплитуди, а не безкрайно малки. Той изпрати есето си в последния момент, като спечели първо място и златен медал. Той усъвършенства тези идеи и ги изпраща в Кралското общество в Лондон, което през 1908 г. ги публикува в списанието „Философски сделки на Кралското общество“, съобщава Nobelprize.org.

Следващата му работа става все по-теоретична. Докато провеждаше научни изследвания за докторската си дисертация за електронната теория на металите, Бор за пръв път се натъкна на ранната квантова теория на Макс Планк, която описва енергията като малки частици или кванти.

През 1912 г. Бор работи за нобеловия лауреат J.J. Томпсън в Англия, когато се запознава с Ърнест Ръдърфорд, чието откриване на ядрото и разработването на атомен модел му е спечелило Нобелова награда за химия през 1908 г. Под ръководството на Ръдърфорд Бор започва да изучава свойствата на атомите.

Бор държи лекция по физика в Копенхагенския университет от 1913 до 1914 г. и продължава да заема подобна позиция в университета Виктория в Манчестър от 1914 до 1916 г. Той се връща в Копенхагенския университет през 1916 г., за да стане професор по теоретична физика. През 1920 г. е назначен за ръководител на Института за теоретична физика.

Комбинирайки описанието на Ръдърфорд за ядрото и теорията на Планк за кванти, Бор обясни какво се случва вътре в един атом и разработи картина на атомната структура. Тази работа му спечели собствена Нобелова награда през 1922г.

В същата година, когато започва обучението си с Ръдърфорд, Бор се ожени за любовта на живота си Маргарет Ньорлунд, с която има шестима синове. По-късно през живота си той става президент на Кралската датска академия на науките, както и член на научни академии по целия свят.

Когато нацистите нахлуват в Дания във Втората световна война, Бор успява да избяга в Швеция. Той прекара последните две години на войната в Англия и САЩ, където се включи в проекта за атомна енергия. За него беше важно обаче да използва уменията си за добро, а не за насилие. Той посвети работата си за мирно използване на атомната физика и за решаване на политически проблеми, произтичащи от развитието на атомни оръжия за унищожаване. Той вярваше, че нациите трябва да бъдат напълно отворени помежду си и записа тези възгледи в своето Отворено писмо до ООН през 1950 г.

Стилизирано представяне на литиев атом илюстрира атомния модел на Нилс Бор, че атом е малко, положително заредено ядро, заобиколено от орбитни електрони. (Изображение за кредит: Boris15 Shutterstock)

Атомен модел

Най-големият принос на Бор в съвременната физика е атомният модел. Моделът на Бор показва атома като малко, положително заредено ядро, заобиколено от орбитни електрони.

Бор е първият, който е открил, че електроните пътуват в отделни орбити около ядрото и че броят на електроните във външната орбита определя свойствата на даден елемент.

Химическият елемент бохриум (Bh), № 107 в периодичната таблица с елементи, е кръстен за него.

Теория за течни капки

Теоретичната работа на Бор допринесе значително за разбирането на учените за ядрения делене. Според неговата теория за течни капчици, капка течност осигурява точно представяне на ядрото на атома.

Тази теория беше от съществено значение при първите опити за разделяне на атоми на уран през 30-те години на миналия век, важна стъпка в развитието на атомната бомба.

Въпреки приноса си към американския проект за атомна енергия по време на Втората световна война, Бор е откровен привърженик на мирното приложение на атомната физика.

Квантова теория

Концепцията за допълване на Бор, за която той пише в редица есета между 1933 и 1962 г., гласи, че един електрон може да се разглежда по два начина, като частица или като вълна, но никога и двете едновременно.

Тази концепция, която е в основата на ранната квантова теория, също обяснява, че независимо от това как човек гледа един електрон, цялото разбиране за неговите свойства трябва да се корени в емпиричното измерване. Теорията на Бор подчертава, че резултатите от експеримента са дълбоко засегнати от инструментите за измерване, използвани за тяхното провеждане.

Приносът на Бор за изучаването на квантовата механика завинаги се запаметява в Института за теоретична физика в Копенхагенския университет, който той помага да намери през 1920 г. и оглавява до смъртта си през 1962 г. Оттогава той е преименуван на Института на Нилс Бор в негова чест.

Цитати на Нилс Бор

"Всяка голяма и дълбока трудност носи само по себе си решение. Принуждава ни да променим мисленето си, за да го намерим."

"Всичко, което наричаме истинско, е направено от неща, които не могат да се считат за истински."

"Най-доброто оръжие на диктатурата е секретността, но най-доброто оръжие на демокрацията трябва да бъде оръжието на откритост."

"Никога не се изразявайте по-ясно, отколкото сте способни да мислите."

Pin
Send
Share
Send