Постулатите на Бор: безценен принос на датския учен към физиката

Една от най-важните фигури на науката от миналия век е Нилс Бор, който създава няколко важни теории. Работата му има силно влияние върху развитието на атомната физика и все още е от ключово значение. Какви са постулатите на Бор и какво е този учен?

Кой е Нилс Бор?

През 1885 г. в Дания е роден бъдещ учен. Нилс Хендрик Дейвид Бор беше член, а за известно време и президент на датското кралско общество и създател на съвременната физика. През 1908 г. завършва Университета в Копенхаген, а през 1911 г. започва работа в Кеймбридж. През 1913 работи с Ръдърфорд. Три години по-късно Нилс става професор в Копенхагенския университет и през 1920 г. създава свой собствен институт по теоретична физика, който става своеобразен научен център на времето. През тези години световната общност се интересува изключително много от атомите и свързаните с тях процеси. Планк и Айнщайн вече са направили доста открития, но данните остават донякъде противоречиви. По-рано известните закони не отговаряха на експерименталните данни. Науката се нуждаеше от различен подход, способен да създаде по-ясна картина на атомните процеси. Нилс Бор успя да го намери.

Работа по постулатите

Бор привлече вниманието на учените към противоречиви данни и създаде формулировка на идеята за дискретността на състоянието на атомите. Той разработи атомен модел и обясни много процеси и явления, които остават загадка за други физици. Въз основа на работата на Планк и Ръдърфорд, Бор създава теорията за водороден атом, който става първият квантов модел и отваря нова ера в историята на науката. Констатациите на учения обясняват планетарната структура на частиците, описват движението на електроните и някои правила за квантуване. В допълнение, Бор извлича законите на спектралните линии и електронните атомни черупки, обясни периодичната система от елементи. Но най-важното постижение на ученията е квантовите постулати. През 1922 г. Бора получава Нобелова награда за създаването на тази теория.

Първи квантов постулат

Нилс Бор установява, че атомите имат редица стационарни състояния, всяка от които съответства на определена енергийна стойност. Тя може да бъде изразена чрез символите E1, E2 и т.н. Във всяко от тези състояния атомът не излъчва енергия, въпреки че електроните в него не спират движението си. Този постулат установява връзка между различните стойности на Е и честотите на излъчената или абсорбираната в този случай радиация. В допълнение, електроните се движат само по определен начин, в специфични орбити, върху които не излъчват енергия. Постулатите на Бор предизвикват противоречиви мнения в научните среди, тъй като те са в противоречие с класическите идеи за физиката. Дотогава учените предпочитаха да приемат, че енергията може да приеме някакъв смисъл. Освен това, според класическата концепция за електродинамика, електронът трябва постоянно да излъчва енергия. Такова мнение беше напълно опровергано от постулата на Бол.

Втори постулат на Бор

Откриването на неподвижни състояния не беше единствената иновация на Бор. Според втория си постулат, за електроните по време на движението им по орбитите се задържа квантовата връзка, която може да бъде изразена по следната формула: m * V * r = n * h / 2 * p. При това равенство първата половина представлява ъгловия импулс, а символът h означава константата на Планк. В допълнение, вторият постулат съобщава, че когато един електрон се движи от една орбита към друга, разположена по-близо до ядрото, енергията се освобождава под формата на определени светлинни вълни. Въз основа на тези данни Бор стигна до много важно заключение. Той заключи, че един атом отделя или абсорбира енергия само при такива преходи. Както първият, така и вторият постулат на Бор са абсолютно потвърдени експериментално. Изненадващо е, че блестящите предположения на учения са станали основа за някои изводи - формулите, въз основа на които е възможно да се създаде теория, просто не съществуват.

Третият постулат на Бор

Като цяло физикът създаде три постулата. Третият от тези състояния е, че излъчването или енергийното поглъщане по време на прехода на електрона от една стационарна орбита към друга може да бъде измерено в определени части или кванти. Можете да ги изчислите по формулата: e = h * u = Em-En. Подобно на другите постулати на Бор, третият също обяснява някои важни понятия. Така енергията, която се излъчва или абсорбира от атома, се нарича фотон и абсорбцията се придружава от голяма стойност на Е. В този случай електронът се движи към по-далечна орбита. Експериментално, третият постулат се потвърждава от експериментите на Херц и Франк. Друг важен извод от тази теория предполага, че атомите излъчват само онези спектрални линии, които могат да абсорбират. Подобен ефект преди това е бил известен в оптиката, той е открит от учения Кирхоф.

Резултатите от работата на Бор

Системата от знания за квантовата механика е разработена от Бор в сътрудничество със своите колеги и студенти. Въпреки това някои от неговите учени повдигнаха сериозни въпроси. Така най-важният принцип на допълняемост, създаден през 1927 г., се оказа не по-малко спорен от постулата на Бор. Физиката критикува самия Айнщайн. Въпреки това, за датския учен такава критика се оказа изключително полезна - той призна, че въпросите му причиняват нови идеи. Някои тълкувания и заключения на учения са погрешни, но като цяло подходът му не може да бъде оценен. В допълнение към квантовата теория той става създател на модела на капките на ядрото и теорията за неговото разделение. Заедно с Уилър той разработва теория за количествената интерпретация на ядреното делене, създавайки параметър за измерване на този процес и прогнозиране на откриването на урановия разпад.

Въздействието на постулатите върху науката

Въпреки факта, че много от мненията на ученията се смятаха за твърде позитивистки, те имаха и имаха много поддръжници и последователи. Дълбоките познания на Бор бяха безценен положителен принос за науката, която стана основа на дейността на много съветски учени. Освен това той създава международното училище по физици, което включва такива изтъкнати учени като Ф. Блох, Н. Казимир, В. Вайскопф, О. Клайн, Л. Д. Ландау, Х. Крамър, У. Нишина, К. Мелер. , L. Rosenfeld, A. Pice, J. Wheeler, S. Rosseland. Световното признание бе изразено от факта, че Бор е обявен за почетен член в двадесет академии на науките по света.

Интересни факти за учения

Нилс Бор заслужава внимание не само като изключителен физик, но и като много оригинален човек. Така че неговите гости често се изненадваха, че висят над вратата му в къщата му подкова за късмет. Един учен със страхотна самоирония съобщи, че знаците помагат дори на тези, които не вярват в тях. През войните той показва невероятна находчивост. Той се страхуваше да вземе златната награда - медал на Нобеловия лауреат. Затова той просто го е разтворил в аква-област и оставил получения разтвор в кабинета. След завръщането си от евакуацията, Нилс Бор свали златото и заповяда на майстора да издуши точен екземпляр от бившия му медал. Накрая си заслужава да се спомене ораторът на физиката. В онези случаи, когато е било необходимо да се направи доклад за няколко души, ученият се справи отлично. Но ако беше необходимо да се говори пред по-голяма аудитория, физикът щеше да се обърка и беше трудно да разбереш посланието му. Славата на брилянтния лектор беше възпрепятствана от желанието да се обясни какво още не е известно на другите.