Бор Нильс Хенрик Давид

Бор (далее Б) (Bohr) Нильс Хенрик Давид (7.10.1885, Копенгаген, - 18.11.1962, там же), датский физик. Создал первую квантовую теорию а затем участвовал в разработке основ квантовой механики. Внес также значительный вклад в развитие теории ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой. В 1908 Б. окончил университет в Копенгагене. Здесь он выполнил свои первые работы по исследованию колебаний струй жидкости (1907-10) и классической электронной теории металлов (1911). В 1911-12 работал в Кембридже у Дж. Дж. Томсона и в Манчестере у Э. Резерфорда. В 1914-16 читал курс математической физики в Манчестере. В 1916 получил кафедру теоретической физики в Копенгагене. С 1920 и до конца жизни руководил созданным им институтом теоретической физики в Копенгагене, который теперь носит его имя. В 1943, когда стало известно о готовящейся гитлеровцами, оккупировавшими Данию, расправе над Б., он был вывезен на лодке организацией Сопротивления в Швецию, а оттуда на английском военном самолете - в США. Здесь Б. участвовал в работах по созданию бомбы. После войны вернулся в Данию. Активно участвовал в борьбе против угрозы.

Работая в Манчестере, Б. воспринял сформулированное Резерфордом в 1911 представление о планетарном строении Однако уже в то время было ясно, что такое строение (ядро и вращающиеся вокруг него по орбитам электроны) противоречит классической электродинамике и механике. По законам классической электродинамики электрон в должен был бы непрерывно излучать электромагнитные волны, потерять свою энергию за ничтожно малую долю секунды и упасть на ядро. Следовательно, согласно классической физике, устойчивые движения электронов в невозможны и как динамическая система существовать не может. Исходя из идеи квантования энергии, выдвинутой ранее М. Планком в теории излучения (см. Излучение), Б. разработал и в 1913 опубликовал теорию в которой показал, что планетарная структура и свойства его спектра излучения могут быть объяснены, если считать, что движение электрона подчинено некоторым дополнительным ограничениям - т. н. постулатам Б. Согласно этим постулатам, для электрона существуют избранные, или "разрешенные", орбиты, двигаясь по которым, он, вопреки законам классической электродинамики, не излучает энергии, но может скачком перейти на более близкую к ядру "дозволенную" орбиту и при этом испустить квант (порцию) электромагнитной энергии, пропорциональный частоте электромагнитной волны. Построенная на этих постулатах и развитая затем самим Б. и другими физиками теория впервые объяснила его особую устойчивость, сохранение при сравнительно слабых столкновениях своей структуры и характера спектра.

В 1923 Б. сформулировал количественно т. н. принцип соответствия (см. Соответствия принцип), указывающий, когда именно существенны эти квантовые ограничения, а когда достаточна классическая физика. В том же году Б. впервые удалось дать на основе своей модели объяснение периодической системы элементов Однако теория Б. в целом содержала внутреннее противоречие в своей основе, поскольку она механически объединяла классические понятия и законы с квантовыми условиями, и не могла считаться удовлетворительной. Кроме того, она была неполной, недостаточно универсальной, т.к. не могла быть использована для количественного объяснения всего многообразия явлений мира. Такой теорией явилась квантовая механика - теория движения микрочастиц, созданная в 1924-26 Л. де Бройлем, В. Гейзенбергом и Э. Шредингером.

Однако основные идеи квантовой механики, несмотря на ее формальные успехи, в первые годы оставались во многом неясными. Для полного понимания физических основ квантовой механики, ее связи с классической физикой был необходим дальнейший глубокий анализ соотношения классического (макроскопического) и квантового (микроскопического - на и субатомном уровнях) материальных объектов, процесса измерения характеристик микрообъекта и вообще физического содержания используемых в теории понятий. Этот анализ потребовал напряженной работы, в которой ведущую роль сыграл Б. Его институт стал центром такого рода исследований. Главная идея Б. заключалась в том, что заимствованные из классической физики динамические характеристики микрочастицы (например, электрона) - ее координата, импульс (количество движения), энергия и др. - вовсе не присущи частице самой по себе. Смысл и определенное значение той или иной характеристики электрона, например его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определенный смысл и все одновременно могут иметь определенное значение (такой классический объект условно называется измерительным прибором). Эта идея имеет не только принципиальное физическое, но и философское значение. В результате была создана последовательная, чрезвычайно общая теория, внутренне непротиворечиво объясняющая все известные процессы в микромире для нерелятивистской области (т. е. пока скорости частиц малы по сравнению со скоростью света) и в предельном случае автоматически ведущая к классическим законам и понятиям, когда объект становится макроскопическим. Были также заложены основы релятивистской теории.

В 1927 Б. дал формулировку важнейшего принципа - принципа дополнительности, утверждающего невозможность при наблюдении микромира совмещения приборов двух принципиально различных классов, соответственно тому, что в микромире нет таких состояний, в которых объект имел бы одновременно точные динамические характеристики, принадлежащие двум определенным классам, взаимно исключающим друг друга. Это в свою очередь обусловлено тем, что не существует таких наборов классических объектов (измерительных приборов), в связи с которыми микрообъект обладал бы одновременно точными значениями всех динамических величин (см. Дополнительности принцип).

В 1936 Б. сформулировал фундаментальное для ядерной физики представление о характере протекания ядерных реакций (модель составного ядра). В 1939 совместно с Дж. А. Уилером он развил теорию деления ядер - процесса, в котором происходит освобождение огромных количеств ядерной энергии. В 40-50-х гг. Б. занимался в основном проблемой взаимодействия элементарных частиц со средой.

Б. создал большую школу физиков и многое сделал для развития сотрудничества между физиками всего мира. Институт Б. стал одним из важнейших мировых научных центров. Выросшие в этом институте физики работают почти во всех странах мира. В своем институте Б. принимал также советских ученых, многие из которых работали там подолгу. Б. неоднократно приезжал в СССР и в 1929 был избран иностранным членом АН СССР. Он являлся членом Датского королевского научного общества (с 1917), а также членом многих академий и научных обществ мира. Лауреат Нобелевской премии (1922).

Соч.: Das Quantenpostulat und die neuere Entwicklung der Atomistik, "Naturwissenschaften", 1928, . 15, . 245; Neutron capture and nuclear constitution, "Nature", 1936, v. 137, № 3461, p. 344; The mechanism of nuclear fission, "Physical Review", 1939, v. 56, p. 426 (совм. с J. A. Wheeler); в рус. пер. - Три статьи о спектрах и строении М., 1923; Прохождение частиц через вещество, М., 1950; физика и человеческое познание, М., 1962.

Лит.: Нильс Б и развитие физики, пер. с англ., М., 1960 (библ.); Нильс Б. Жизнь и творчество, пер. с дат., М., 1967; Мур ., Нильс Б - человек и ученый, пер. с англ., М., 1969.

Е. Л. Фейнберг.

		Новости 03.12.2024 20:12:05

	Copyright © 1999-2024 Oval.ru, All Rights Reserved.