Бор Нильс. Путешествия в атомах


	Главная		История		Руководитель		Солист		Репертуар		Гастроли		Фотоальбом		Пресса о нас		Партнеры

Бор Нильс. Путешествия в атомах

7 октября исполняется 120 лет со дня рождения датского физика Нильса Бора, основателя современной физики. Рассказ о нем - в документальном фильме «Мир, который придумал Бор» (7 октября в 21:55).

Его отец был известным профессором физиологии в Копенгагенском университете. Дом Бора был центром дискуссий по актуальным научным и философским вопросам. Будущий физик учился в Гаммельхольмской грамматической школе в Копенгагене, которую окончил в 1903 году. С 1903 по 1908 год Бор обучался на физическом факультете Копенгагенского университета. Получил степень бакалавра в 1907 году - его признавали очень способным исследователем. Его диплом об определении поверхностного натяжения воды по вибрации водяной струи принес ему золотую медаль Датской королевской академии наук. Степени магистра получил в 1909 году. Докторская диссертация по электронной теории металлов вскрывала неспособность классической электродинамики объяснить магнитные явления в металлах. Это исследование помогло Бору понять на ранней стадии своей научной деятельности, что классическая теория не может полностью описать поведение электронов.

Бор получил докторскую степень в 1911 году, после чего уехал в Кембридж работать с Дж. Томсоном. Там же Бор заинтересовался исследованиями Эрнеста Резерфорда в Манчестерском университете - он изучал радиоактивность элементов и строение атома. Бор переехал в Манчестер в начале 1912 года на несколько месяцев, работа с Резерфордорм привела Бора к созданию своей собственной модели строения атома. Летом 1912 года Нильс Бор вернулся в Копенгаген и стал ассистент-профессором Копенгагенского университета. В этом же году он женился на Маргрет Норлунд. У них было шесть сыновей, один из которых, Oгe Бор, также стал известным физиком. В 1975 году Oгe Бор получил Нобелевскую премию по физике «за развитие теории структуры атомного ядра».

В течение следующих двух лет Бор продолжал работать над проблемами, возникающими в связи с ядерной моделью атома. Резерфорд предположил в 1911 году, что атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого по орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. Нильс Бор понял, что исходя из этой «планетарной» системы можно построить новую физику. Впоследствии она получила название «квантовая физика атома».

Вот что писал Нильс Бор в своих мемуарах: «Весной 1912 года я пришел к убеждению, что электронное строение атома Резерфорда управляется с помощью кванта действия». В 1900 году Макс Планк выдвинул предположение, что электромагнитное излучение, испускаемое горячим веществом, идет не сплошным потоком, а вполне определенными дискретными порциями энергии. Назвав в 1905 году эти единицы квантами, Альберт Эйнштейн распространил данную теорию на электронную эмиссию, возникающую при поглощении света некоторыми металлами (фотоэлектрический эффект). Применяя новую квантовую теорию к проблеме строения атома, Бор предположил, что электроны обладают некоторыми разрешенными устойчивыми орбитами, на которых они не излучают энергию. Только в случае, когда электрон переходит с одной орбиты на другую, он приобретает или теряет энергию. Идея, что частицы могут обладать лишь определенными орбитами, была революционной, поскольку, согласно классической теории, их орбиты могли располагаться на любом расстоянии от ядра, подобно тому, как планеты могли бы в принципе вращаться по любым орбитам вокруг Солнца.

1913 год стал звездным для ученого - он опубликовал три фундаментальные работы, введя в науку свои знаменитые квантовые постулаты, определявшие строение атома, а также испускания и поглощения им электромагнитного излучения. Основные постулаты теории Бора были изложены в статье «О строении атомов и молекул», опубликованной 5 апреля 1913 года. Согласно этой теории:
а) электроны могут перемещаться только по строго определенным орбитам; чем дальше находится электрон от ядра, тем слабее притяжение, которое он испытывает, и тем проще его вырвать из атома; б) при перемещении по одной и той же орбите электрон не излучает энергии; в) при перескакивании с одной орбиты на другую электрон поглощает или излучает энергию: при переходе с более близкой на более дольнюю орбиту - поглощает, так как при этом он преодолевает силу притяжения ядра, в случае обратного перехода - излучает.

Теория Бора показала, что в микромире действуют законы, абсолютно непохожие на те, которыми описывается мир макрообъектов. Со временем наука пришла к выводу, что реальный атом намного сложнее, чем представлял Бор. Однако постулаты Бора не только устояли, но и легли в основу современной теоретической физики.

В 1920 году Нильс Бор возглавляет созданный им Институт теоретической физики в Копенгагене. В 1922 году Нильсу Бору была присуждена Нобелевская премия по физике «за заслуги в изучении строения атомов и испускаемого ими излучения». В 30-е годы областью научных интересов датского естествоиспытателя становится ядерная физика. В 1939 году Бор выдвигает капельную модель ядра. Совместно с Д. Уилером он разрабатывает количественную теорию деления урана под действием нейтронов и, благодаря своей блестящей научной интуиции, предсказывает вероятность спонтанного деления ядер.

Во время немецкой оккупации Дании Бор получает секретное сообщение о том, что фашисты собираются насильственно вывезти его в Германию, поскольку руководство Третьего рейха решило привлечь великого датчанина к гитлеровскому атомному проекту. Благодаря связям с движением Сопротивления, Бору и его жене удалось ускользнуть от германских спецслужб. Их переправили в Швецию, а потом в Англию. Из Англии Бор перебирается в США, где принимает участие в работах по созданию атомной бомбы. Бор одним из первых понял, какая опасность таится в открытиях физиков-ядерщиков. Он встречался с президентом США Франклином Рузвельтом и премьер-министром Великобритании Уинстоном Черчиллем, пытаясь убедить их быть открытыми и откровенными с Советским Союзом в отношении нового оружия. Бор настаивал на создании системы контроля над вооружениями в послевоенный период, однако его усилия не увенчались успехом.

После войны Нильс Бор вернулся в Институт теоретической физики, который расширился под его руководством. Он помогал основать ЦЕРН - Европейский центр ядерных исследований. Он также принял участие в основании Нордического института теоретической атомной физики (Нордита) в Копенгагене – объединенного научного центра Скандинавских государств. В эти годы Бор продолжал выступать в прессе за мирное использование ядерной энергии и предупреждал об опасности ядерного оружия. В 1950 году он послал открытое письмо в ООН, повторив свой призыв военных лет к «открытому миру» и международному контролю над вооружениями. За свои усилия в этом направлении он получил первую премию «За мирный атом», учрежденную Фондом Форда в 1957 году. В последние годы своей жизни Нильс Бор продолжал исследования в области квантовой физики и заинтересовался новой областью - молекулярной биологией. Умер величайший физик XX столетия в 1962 году дома от сердечного приступа.