Постулати бора: неоціненний внесок датського вченого в фізику

Одним з найбільш значущих діячів науки минулого сторіччя є Нільс Бор, який створив кілька найважливіших теорій. Постулати БораЙого роботи сильно вплинули на розвиток атомної фізики і є ключовими досі. В чому саме полягають постулати Бора і що представляв собою цей учений?

Хто такий Нільс Бор?

У 1885 році в Данії на світ з'явився майбутній вчений. Нільс Хендрік Давид Бор був членом, а деякий час і президентом Датського Королівського товариства і творцем сучасної фізики. У 1908 він закінчив навчання в Копенгагенському університеті, а в 1911 відправився працювати в Кембридж. У 1913 він працював разом з Резерфордом. Через три роки Нільс став професором Копенгагенського університету, а в 1920 створив власний інститут теоретичної фізики, який став своєрідним науковим центром того часу. У ті роки світове співтовариство було вкрай зацікавлене атомами і пов'язаними з ними процесами. Планк і Ейнштейн вже зробили чимало відкриттів, але дані залишалися кілька суперечливими. Раніше відомі закони не відповідали експериментальним даним. Науці був потрібний інший підхід, здатний створити більш чітку картину атомних процесів. Саме Нільса Бору вдалося його знайти.

Робота над постулатами

Бор привернув увагу вчених до суперечливих даними і створив формулювання ідеї дискретності стану атомів. Постулати Бора: фізикаВін розробив атомну модель і пояснив багато процесів і явища, які залишалися загадкою для інших фізиків. На основі робіт Планка і Резерфорда Бор створив теорію про водородоподобном атомі, який став першою квантової моделлю і відкрив нову еру в історії науки. Висновки вченого пояснювали планетарну структуру частинок, описували рух електронів і деякі правила квантування. Крім того, Бор вивів закони спектральних ліній та електронних атомних оболонок, пояснив періодичну систему елементів. Але найважливіше досягнення вченого - квантові постулати. Бора нагородили Нобелівською премією в 1922 році за створення цієї теорії.

Перший квантовий постулат

Нільс Бор встановив, що атоми мають ряд стаціонарних станів, кожне з яких відповідає певному значенню енергії. Її можна виразити за допомогою позначень Е1, Е2 і так далі. У кожному з таких станів атом не випромінює енергію, хоча електрони в ньому не припиняють свій рух. Цей постулат встановлює зв'язок між різними значеннями Е і частотами испускаемого або поглинається при цьому випромінювання. Крім цього, електрони рухаються лише певним чином, по конкретних орбітах, перебуваючи на яких, вони не випромінюють енергію. Квантові постулати БораПостулати Бора викликали суперечливі думки в наукових колах, так як вони знаходяться в деякому протиріччі з класичними уявленнями про фізику. До цього вчені воліли вважати, що енергія може прийняти будь-яке значення. Крім того, згідно класичному уявленню про електродинаміки, електрон повинен постійно випромінювати енергію. Така думка була повністю спростовано постулатом Бора.

Другий постулат Бора

Відкриття стаціонарних станів стало не єдиною інновацією Бора. Згідно з другим його постулату, для електронів під час їх руху по орбітах справедливо квантове співвідношення, яке можна виразити за допомогою такої формули: m * V * r = n * h / 2 * p. У даному рівність перша його половина представляє момент імпульсу, а символом h позначається постійна Планка. Крім цього, другий постулат повідомляє про те, що при переході електрона з однієї орбіти на іншу, розташовану ближче до ядра, відбувається виділення енергії у вигляді певних світлових хвиль. Виходячи з цих даних, Бор прийшов до дуже важливого висновку. Він зробив висновок, що атом виділяє або поглинає енергію тільки при таких переходах. І перший, і другий постулати Бора абсолютно підтверджуються експериментально. Постулати БораДивно, що основою для деяких висновків стали геніальні здогади вченого - формул, на підставі яких можна було створити теорію, просто не існувало.

Третій постулат Бора

Всього фізик створив три постулати. Третій з них свідчить, що випромінювання або поглинання енергії при переході електрона з однієї стаціонарної орбіти на іншу можна виміряти певними порціями, або квантами. Обчислити їх можна за допомогою формули: e = h * u = Em-En. Як і інші постулати Бора, третій також пояснює деякі важливі поняття. Так, енергію, яка випускається або поглинається атомом, називають фотоном, причому поглинання супроводжується великим значенням Е. При цьому електрон переходить на більш віддалену орбіту. Експериментально третій постулат був підтверджений дослідами Герца та Франка. Ще один значимий висновок з цієї теорії говорить про те, що атоми випускають тільки ті спектральні лінії, які могли б і поглинути. Подібний ефект був раніше відомий і в оптиці, його відкрив учений Кірхгоф.

Результати роботи Бора

Система знань про квантовій механіці була розроблена Бором у співпраці з його колегами і учнями. Постулати Бора: фізикаТим не менш, у деяких вчених його розробки викликали серйозні питання. Так, найважливіший принцип додатковості, створений в 1927, виявився не менш спірним, ніж постулати Бора. Фізика критикував сам Ейнштейн. Втім, для датського вченого така критика виявилася вкрай корисною - він визнавав, що питання викликали у нього нові ідеї. Деякі інтерпретації та висновки вченого були помилковими, але в цілому його підхід не можна не оцінити. Крім квантової теорії, він став творцем крапельної моделі ядра та теорії його поділу. Разом з Уиллером він розробив теорію про кількісну інтерпретації поділу ядра, створивши параметр виміру цього процесу і передбачивши відкриття розпаду урану.

Вплив постулатів на науку

Незважаючи на те, що багато думки вченого вважалися надмірно позитивістськими, у них було і є безліч прихильників і послідовників. Глибокі знання Бора були неоціненним позитивним внеском у науку, який став базою діяльності для багатьох радянських вчених. Квантові постулати БораКрім того, ним була створена інтернаціональна школа фізиків, до якої увійшли такі імениті вчені як Ф. Блох, Х.Казімір, В.Вайскопф, О.Клейн, Л.Д.Ландау, Х.Крамере, У.Нішіна, К.Меллер , Л.Розенфельд, А.Пайс, Дж.Уилер, С.Росселанд. Всесвітнє визнання виразилося тим, що Бор був оголошений почесним членом в двадцяти академіях наук по всьому світу.

Цікаві факти про вченого

Нільс Бор заслуговує на увагу не тільки як видатний фізик, а й як досить оригінальна особистість. Так, його гості нерідко дивувалися тому, що над дверним отвором у його будинку висіла підкова на щастя. Вчений з приголомшливою самоіронією повідомляв, що прикмети допомагають навіть тим, хто в них не вірить. У воєнні роки він проявив дивовижну винахідливість. Брати свою золоту нагороду, медаль Нобелівського лауреата, він побоювався. Тому він просто розчинив її в царській горілці і залишив отриманий розчин в шафі. Повернувшись додому з евакуації, Нільс Бор витягнув золото назад і замовив майстру виплавити з нього точну копію колишньої медалі. Нарешті, варто згадати ораторську майстерність фізика. У тих випадках, коли належало робити доповідь для кількох людей, вчений справлявся чудово. Але якщо необхідно було говорити перед більшою аудиторією, фізик починав плутатися, і зрозуміти його повідомлення виявлялося важко. Славі блискучого лектора заважало прагнення пояснити те, що ще невідомо оточуючим.


Оцініть, будь ласка статтю
Всього голосів: 31