Бор, Нильс Хенрик Давид

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Нильс Бор

Нильс Хенрик Давид Бор [nels ˈb̥oɐ̯ˀ] (датск. Niels Henrik David Bohr) (7 октября 1885 — 18 ноября 1962) — датский физик, один из создателей современной физики. Создал первую квантовую теорию атома, а затем участвовал в разработке основ квантовой механики. Внёс также значительный вклад в развитие теории атомного ядра и ядерных реакций, процессов взаимодействия элементарных частиц со средой.

[править] Биография

В 1908 окончил университет в Копенгагене. Здесь он выполнил свои первые работы по исследованию колебаний струй жидкости (1907—1910) и классической электронной теории металлов (1911). В 1911—1912 работал в Кембридже у Дж. Дж. Томсона и в Манчестере у Э. Резерфорда. В 1914—1916 читал курс математической физики в Манчестере. В 1916 получил кафедру теоретической физики в Копенгагене.

Основатель (1920) и руководитель Института теоретической физики в Копенгагене (Институт Нильса Бора); создатель мировой научной школы; иностранный член АН СССР (1929).

В 1943—1945 работал в США. Создал теорию атома, в основу которой легли планетарная модель атома, квантовые представления и предложенные им постулаты. Важные работы по теории металлов, теории атомного ядра и ядерных реакций. Труды по философии естествознания. Активный участник борьбы против атомной угрозы. Нобелевская премия по физике (1922).

В 1923 Бор сформулировал количественно т. н. принцип соответствия, указывающий, когда именно существенны эти квантовые ограничения, а когда достаточна классическая физика. В том же году Бору впервые удалось дать на основе своей модели атома объяснение периодической системы элементов Менделеева. Однако теория Бора 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, так как не могла быть использована для количественного объяснения всего многообразия явлений атомного мира. Такой теорией явилась квантовая механика — теория движения микрочастиц.

Основные идеи квантовой механики, несмотря на её формальные успехи, в первые годы оставались во многом неясными. Для полного понимания физических основ квантовой механики, её связи с классической физикой был необходим дальнейший глубокий анализ соотношения классического (макроскопического) и квантового (микроскопического — на атомном и субатомном уровнях) материальных объектов, процесса измерения характеристик микрообъекта и вообще физического содержания используемых в теории понятий. Этот анализ потребовал напряжённой работы, в которой ведущую роль сыграл Бор. Его институт стал центром такого рода исследований. Главная идея Бора заключалась в том, что заимствованные из классической физики динамические характеристики микрочастицы (например, электрона) — её координата, импульс, энергия и др. — вовсе не присущи частице самой по себе. Смысл и определённое значение той или иной характеристики электрона, например его импульса, раскрываются во взаимосвязи с классическими объектами, для которых эти величины имеют определённый смысл и все одновременно могут иметь определённое 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 (то есть 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 Бор 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 определённым 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 .

В 1936 Бор 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 1940—1950-х гг. Бор занимался в основном проблемой взаимодействия элементарных частиц со средой.

Бор создал большую школу физиков и многое сделал для развития сотрудничества между физиками всего мира. Институт Бора стал одним из важнейших мировых научных центров. Выросшие в этом институте физики работают почти во всех странах мира. В своём институте Бор принимал также советских учёных, многие из которых работали там подолгу. Бор неоднократно приезжал в СССР и в 1929 был избран иностранным членом АН СССР. Ландау был его любимым учеником и близким другом. А для Ландау, в свою очередь, Бор был любимым и единственным учителем.

Бор являлся членом Датского королевского научного общества (с 1917), а также членом многих академий и научных обществ мира. Лауреат Нобелевской премии (1922).