НИЛС БОР: БИОГРАФИЯ И ПРИНОСИ - НАУКА - 2025

Нилс Бор (1885-1962) е датски физик, който през 1922 г. е носител на Нобелова награда по физика за своите изследвания, свързани със структурата на атомите и техните нива на радиация. Възпитан и образован в европейските земи, в най-престижните английски университети, Бор също беше известен изследовател и любопитен към философията.

Той работи заедно с други известни учени и Нобелови лауреати, като JJ Томпсън и Ърнест Ръдърфорд, които го насърчиха да продължи изследванията си в атомната област.

Интересът на Бор към атомната структура го накара да се придвижва между университетите, за да намери такъв, който да му даде пространство да развива своите изследвания според собствените си условия.

Нилс Бор започва от откритията, направени от Ръдърфорд и продължава да ги развива, докато не може да им даде своя отпечатък.

Бор дойде да има семейство от повече от шест деца, беше преподавател на други изтъкнати научни работници като Вернер Хайзенберг и президент на Кралската датска академия на науките, както и член на други научни академии по света.

биография

Нилс Бор е роден на 7 октомври 1885 г. в Копенхаген, столицата на Дания. Бащата на Нилс беше кръстен Кристиан и той беше професор по физиология в университета в Копенхаген.

От своя страна майката на Нилс беше Елън Адлер, чието семейство беше икономически привилегировано, което имаше влияние в датската банкова среда. Семейната ситуация на Нилс му позволи да получи достъп до образование, което се смяташе за привилегировано по онова време.

Проучвания

Нилс Бор се интересува от физика и го изучава в Копенхагенския университет, от който получава магистърска степен по физика през 1911 г. По-късно той пътува до Англия, където учи в Кавендишската лаборатория на Кембриджския университет.

Основната мотивация за учене там беше получаването на опеката на Джоузеф Джон Томсън, химик от английски произход, който получи Нобеловата награда през 1906 г. за откриването на електрона, специално за проучванията, които правеше как се движи електричеството през газовете, Намерението на Бор беше да преведе докторската си теза на английски език, която беше точно свързана с изучаването на електроните. Томсън обаче не прояви реален интерес към Бор, поради което последният реши да напусне там и да зададе своя курс за Манчестърския университет.

Връзка с Ърнест Ръдърфорд

Докато беше в университета в Манчестър, Нилс Бор имаше възможност да сподели с британския физик и химик Ърнест Ръдърфорд. Той също беше помощник на Томсън и по-късно спечели Нобелова награда. Бор научи много от Ръдърфорд, особено в областта на радиоактивността и моделите на атома.

С течение на времето сътрудничеството между двамата учени нараства и приятелството им нараства. Едно от събитията, при които и двамата учени си взаимодействаха в експерименталната област, беше свързано с модела на атома, предложен от Ръдърфорд.

Този модел беше валиден в концептуалното поле, но не беше възможно да се осмисли, като го постави в законите на класическата физика. Като се има предвид това, Бор се осмели да каже, че причината за това е, че динамиката на атомите не е подчинена на законите на класическата физика.

Нордически институт за теоретична физика

Нилс Бор се смяташе за срамежлив и интровертен човек, но поредица от есета, които той публикува през 1913 г., му спечели широко признание в научната област, което го направи признат общественик. Тези есета бяха свързани с концепцията му за структурата на атома.

През 1916 г. Бор пътува до Копенхаген и там, в родния си град, започва да преподава теоретична физика в Университета на Копенхаген, където учи.

Намирайки се в това положение и благодарение на придобитата преди това слава, Бор добива достатъчно пари, необходими за създаването през 1920 г. на Северния институт по теоретична физика.

Датският физик ръководи този институт от 1921 до 1962 г., годината, в която умира. По-късно институтът променя името си и е наречен института Нилс Бор, в чест на своя основател.

Много скоро този институт се превърна в еталон по отношение на най-важните открития, които се правеха по това време, свързани с атома и неговото конформиране.

За кратко време Северният институт за теоретична физика е наравно с други университети с повече традиции в областта, като германските университети в Гьотинген и Мюнхен.

Копенхагенска школа

20-те години са много важни за Нилс Бор, тъй като през тези години той издава два от основните принципи на своите теории: принципът на кореспонденция, издаден през 1923 г., и принцип на допълване, добавен през 1928 г.

Гореспоменатите принципи бяха основата, на която започна да се формира Копенхагенската школа за квантова механика, наричана още Копенхагенска интерпретация.

Тази школа намери опоненти в големи учени като самия Алберт Айнщайн, който след противопоставяне на различни подходи в крайна сметка признава Нийлс Бор за един от най-добрите научни изследователи на онова време.

От друга страна, през 1922 г. той получава Нобеловата награда по физика за своите експерименти, свързани с атомното преструктуриране, и същата година се ражда единственият му син - Ааге Нилс Бор, който в крайна сметка учи в института, който Нилс председателства. По-късно той става неин директор и в допълнение през 1975 г. получава Нобеловата награда по физика.

През 30-те години Бор се установява в Съединените щати и се фокусира върху рекламирането на областта на ядрения делене. Именно в този контекст Бор определи делящата се характеристика на плутония.

В края на това десетилетие, през 1939 г., Бор се завръща в Копенхаген и получава назначението за президент на Кралската датска академия на науките.

Втората световна война

През 1940 г. Нилс Бор е в Копенхаген и вследствие на Втората световна война три години по-късно е принуден да бяга в Швеция заедно със семейството си, защото Бор има еврейски произход.

От Швеция Бор пътува до Съединените щати. Там той се установява и се присъединява към екипа за сътрудничество по проекта за Манхатън, който произвежда първата атомна бомба. Този проект е осъществен в лаборатория, разположена в Лос Аламос, Ню Мексико, и по време на участието си в споменатия проект Бор променя името си на Никълъс Бейкър.

Вкъщи и смърт

В края на Втората световна война Бор се завръща в Копенхаген, където отново става директор на Северния институт за теоретична физика и винаги се застъпва за прилагането на атомната енергия с полезни цели, винаги търсейки ефективност в различни процеси.

Този наклон се дължи на факта, че Бор е бил наясно с големите щети, които може да нанесе това, което е открил, и в същото време е знаел, че има по-конструктивна полезност за този тип много мощна енергия. И така, от 50-те години на миналия век Нилс Бор се посвещава на провеждането на конференции, насочени към мирното използване на атомната енергия.

Както споменахме по-рано, Бор не е пропуснал големината на атомната енергия, така че, освен че се застъпва за правилното й използване, той предвижда също, че правителствата трябва да гарантират, че тази енергия не се използва по разрушителен начин.

Това понятие е въведено през 1951 г. в манифест, подписан от над сто известни тогава изследователи и учени.

Вследствие на това действие и на предишната му работа в полза на мирното използване на атомната енергия, през 1957 г. фондацията „Форд“ му присъжда наградата „Атом за мир“, връчена на личности, които се стремят да насърчават положителното използване на този тип енергия.

Нилс Бор умира на 18 ноември 1962 г. в родния си град Копенхаген, на 77-годишна възраст.

Приноси и открития на Нилс Бор

Бор и Алберт Айнщайн

Модел и структура на атома

Атомният модел на Нилс Бор се счита за един от най-големите му приноси в света на физиката и науката изобщо. Той беше първият, който показа атома като положително заредено ядро, заобиколено от орбитни електрони.

Бор успя да открие вътрешния работен механизъм на атом: електроните са в състояние да орбитат независимо около ядрото. Броят на електроните, присъстващи във външната орбита на ядрото, определя свойствата на физическия елемент.

За да получи този атомен модел, Бор приложи квантовата теория на Макс Планк към атомния модел, разработен от Ръдърфорд, като в резултат получи модела, който му спечели Нобеловата награда. Бор представи атомната структура като малка слънчева система.

Квантови понятия на атомно ниво

Това, което доведе атомния модел на Бор да се счита за революционен, е методът, който той използва за постигането му: прилагането на теориите на квантовата физика и тяхната взаимовръзка с атомните явления.

С тези приложения Бор успя да определи движението на електроните около атомното ядро, както и промените в техните свойства.

По същия начин чрез тези понятия той успя да добие представа за това как материята е способна да абсорбира и излъчва светлина от най-незабележимите си вътрешни структури.

Откриване на теоремата на Бор-ван Левен

Теоремата на Бор-ван Левен е теорема, приложена в областта на механиката. Работена първо от Бор през 1911 г. и по-късно допълнена от Ван Левен, прилагането на тази теорема успя да разграничи обхвата на класическата физика от квантовата физика.

Теоремата гласи, че намагнитването в резултат на прилагането на класическата механика и статистическата механика винаги ще бъде нула. Бор и Ван Левен успяха да разгледат някои концепции, които могат да се развият само чрез квантовата физика.

Днес теоремата и на двамата учени се прилага успешно в области като плазмена физика, електромеханика и електротехника.

Принцип на допълване

В рамките на квантовата механика принципът на допълняемост, формулиран от Бор, който представлява теоретичен и произтичащ от това подход, поддържа, че обектите, подложени на квантови процеси, имат допълнителни атрибуции, които не могат да бъдат наблюдавани или усреднени едновременно.

Този принцип на допълване се ражда от друг постулат, разработен от Бор: интерпретацията от Копенхаген; основополагащи за изследването на квантовата механика.

Копенхагенско тълкуване

С помощта на учените Макс Борн и Вернер Хайзенберг Нилс Бор разработва тази интерпретация на квантовата механика, която дава възможност да се изяснят някои от елементите, които правят възможни механичните процеси, както и техните различия. Формулиран през 1927 г., той се счита за традиционна интерпретация.

Според интерпретацията от Копенхаген физическите системи нямат определени свойства, преди да бъдат подложени на измервания, а квантовата механика е в състояние само да предскаже вероятностите, чрез които направените измервания ще дадат определени резултати.

Структура на периодичната таблица

От своята интерпретация на атомния модел, Бор успя да структурира по-подробно периодичната таблица на съществуващите по това време елементи.

Той беше в състояние да заяви, че химичните свойства и способността за свързване на даден елемент са тясно свързани с валентния му заряд.

Работата на Бор, приложена към периодичната таблица, доведе до разработването на нова област на химията: квантова химия.

По същия начин елементът, известен като Бор (Bohrium, Bh), получава името си в почит на Нилс Бор.

Ядрени реакции

Използвайки предложен модел, Бор успя да предложи и установи механизмите на ядрените реакции от двуетапен процес.

Чрез бомбардиране на нискоенергийни частици се образува ново ядро ​​с ниска стабилност, което в крайна сметка ще излъчва гама лъчи, докато неговата цялост се разпада.

Това откритие от Бор се смята за ключово в научната област дълго време, докато не е било разработено и подобрено, години по-късно, от един от неговите синове, Ааге Бор.

Обяснение на ядрения делене

Ядреният делене е процес на ядрена реакция, при който атомното ядро ​​започва да се дели на по-малки части.

Този процес е в състояние да произвежда големи количества протони и фотони, освобождавайки енергия едновременно и постоянно.

Нилс Бор разработи модел, който даде възможност да се обясни процесът на ядрено делене на някои елементи. Този модел се състоеше в наблюдение на капка течност, която би представлявала структурата на ядрото.

По същия начин, по който интегралната структура на капка може да бъде разделена на две подобни части, Бор успя да покаже, че същото може да се случи и с атомно ядро, което е способно да генерира нови процеси на образуване или разрушаване на атомно ниво.

Препратки

1. Бор, Н. (1955). Човекът и физическата наука. Теория: Международно списание за теория, история и основи на науката, 3-8.
2. Лозада, РС (2008). Нилс Бор. Университетски акт, 36-39.
3. Nobel Media AB. (2014). Нилс Бор - факти. Извлечено от Nobelprize.org: nobelprize.org
4. Savoie, B. (2014). Едно строго доказателство за теоремата на Бор-ван Левен в полукласическата граница. RMP, 50.
5. Редакторите на Encyclopædia Britannica. (17 ноември 2016 г.). Модел на съединение-ядро. Извлечено от енциклопедия Britannica: britannica.com.