Нильс Бор

Нильс Бор

дат. Niels Bohr

 

Дата рождения

7 октября 1885 года

Место рождения

Копенгаген, Дания

Дата смерти

18 ноября 1962 года

Место смерти

Копенгаген, Дания

Награды и премии

Нильс Бор / Niels Bohr. Гении и злодеи // Жизнь замечательных людей [26:03]

Ядерная физика

Атомное ядро · Радиоактивный распад · Ядерная реакция · Термоядерная реакция

Основные термины Атомное ядро · Изотопы · Изобары · Капельная модель ядра · Период полураспада · Массовое число · Составное ядро · Цепная ядерная реакция · Ядерное эффективное сечение Распад ядер Закон радиоактивного распада · Альфа-распад · Бета-распад · Кластерный распад Сложный распад Электронный захват · Двойной бета-распад · Двойной электронный захват · Внутренняя конверсия · Изомерный переход Излучения Ионизирующее излучение · Нейтронный распад · Позитронный распад · Протонный распад · Гамма излучение · Фоторасщепление Захваты Электронный захват · Нейтронный захват (r-процесс · s-процесс) · Протонный захват (p-процесс · rp-процесс) · Нейтронизация Деление ядра Спонтанное деление Нуклеосинтез Протон-протонный цикл · CNO-цикл · Тройная гелиевая реакция · Гелиевая вспышка · Ядерное горение углерода · Углеродная детонация · Ядерное горение кислорода · Ядерное горение неона · Ядерное горение кремния · Реакции скалывания Известные учёные Беккерель · Бете · Бор · Гейзенберг · Кюри М. · Кюри П. · Резерфорд · Содди · Уилер · Ферми

См. также: Портал:Физика

Нильс Хенрик Давид Бор (дат. Niels Henrik David Bohr) — датский физик, создатель первой квантовой теории атома.

Биография

Родился 7 октября 1885 года в Копенгагене в семье профессора физиологии Копенгагенского университета Христиана Бора, дважды становившегося кандидатом на Нобелевскую премию по физиологии и медицине, и еврейки Эллен Адлер, дочери влиятельного и весьма состоятельного еврейского банкира и парламентария-либерала Давида Баруха Адлера и Дженни Рафаэл из британской еврейской банкирской династии «Raphael Raphael & sons».

В 1903 году поступил в Копенгагенский университет, где изучал физику, химию, астрономию и математику; здесь учёный выполнил свои первые работы по исследованию колебаний струи жидкости для более точного определения величины поверхностного натяжения воды; в 1910 году получил степень магистра, в мае 1911 года защитил докторскую диссертацию по классической электронной теории металлов, в которой развивая идеи Лоренца, доказал важную теорему классической статистической механики, согласно которой магнитный момент любой совокупности элементарных электрических зарядов, движущихся по законам классической механики в постоянном магнитном поле, в стационарном состоянии равен нулю. Эта теорема носит название теоремы Бора — ван Лёвен. Из неё непосредственно следует невозможность объяснения магнитных свойств вещества (например, диамагнетизма), оставаясь в рамках классической физики.

В 1913 году опубликовал свои первые исследования из цикла работ, вызвавших революцию в теории строения атома — «О строении атомов и молекул» — содержащие квантовую теорию водородоподобного атома. В теории Нильса Бора можно выделить два главных компонента: общие утверждения (постулаты) о поведении атомных систем, сохраняющие своё значение и всесторонне проверенные, и конкретная модель строения атома, представляющая в наши дни лишь исторический интерес. Постулаты Бора содержат предположения о существовании стационарных состояний и об излучательных переходах между ними в соответствии с представлениями Планка о квантовании энергии вещества. Модельная теория атома Нильса Бора исходит из предположения о возможности описания движения электронов в атоме, находящемся в стационарном состоянии, на основе классической физики, на которое накладываются дополнительные квантовые условия (например, квантование углового момента электрона). Теория Нильса Бора позволила обосновать испускание и поглощение излучения в сериальных спектрах водорода и объяснить (с поправкой на приведённую массу электрона) наблюдавшиеся ранее Чарлзом Пикерингом и Альфредом Фаулером водородоподобные спектры с полуцелыми квантовыми числами как принадлежащие ионизированному гелию. Успехом теории Бора стало теоретическое получение значения постоянной Ридберга. В целом теория Бора стимулировала бурное развитие квантовых представлений.

С осени 1914 года по лето 1916 года работал лектором по математической физике в Манчестерском университете.

В 1914 году смог частично объяснить расщепление спектральных линий в эффектах Штарка и Зеемана, но Бору не удалось получить расщепление более чем на две компоненты, в чём проявилась ограниченность круговых орбит, рассматриваемых в его теории. Преодолеть можно было только после того, как в начале 1916 года Арнольд Зоммерфельд сформулировал обобщённые квантовые условия, ввёл три квантовых числа для орбиты электрона и объяснил тонкую структуру спектральных линий, учтя релятивистские поправки. Нильс Бор занялся коренным пересмотром своих результатов.

Летом 1916 года возглавил кафедру теоретической физики в Копенгагенском университете.

В апреле 1917 года Бор обратился к властям Дании с просьбой о выделении финансов на строительство нового института для себя и своих сотрудников, и 3 марта 1921 года в Копенгагене был открыт Институт теоретической физики.

В 1918 году в статье «О квантовой теории линейчатых спектров» сформулировал количественно принцип соответствия, связывающий квантовую теорию с классической физикой. Принцип соответствия сыграл существенную роль при построении последовательной квантовой механики. Из этого принципа в 1925 году исходил Вернер Гейзенберг при построении матричной механики.

В 1921—1923 годах в нескольких своих исследованиях впервые дал на основе своей же модели атома, спектроскопических данных и общих соображений о свойствах элементов объяснение периодической системы Менделеева, представив схему заполнения электронных орбит (оболочек). Правильность интерпретации периодической таблицы была подтверждена открытием в 1922 году нового элемента гафния Георгом Хевеши. Как и предсказывал Нильс Бор, гафний оказался близок по своим свойствам к цирконию, а не к редкоземельным элементам, как полагали до него.

В 1922 году — лауреат Нобелевской премии по физике — «за заслуги в изучении строения атома».

В 1927 году сформулировал принцип дополнительности.

В 1930-е годы увлёкся ядерной тематикой, внёс важный вклад в теорию строения ядра и ядерных реакций, изучал механизм деления ядер.

В 1936 году, 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, создав по предложению Якова Френкеля капельную модель ядра.

В сентябре 1943 года вместе с семьей бежал в Швецию, а оттуда в Англию.

Участвовал в разработке теоретических вопросов, связанных с проектом производства атомной бомбы.

Принимал активное участие в разработки основ квантовой механики. Внёс значительный вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой.

Скончался 18 ноября 1962 года в Копенгагене.

Семья

Его брат — Харальд Бор.

Сын — Оге Нильс Бор.

Вообще, имел шестеро детей.

См. также

• Евреи — лауреаты Нобелевской премии