физик Нильс...

. (маскарэ) распространение приливной волны вверх по течению реки через устье

Нильс (1885-1962) датский физик, один из создателей современной физики, Нобелевская премия 1922

Оге (родился в 1922) датский физик, Нобелевская премия (1975, совместно с Б. Моттельсоном и Дж. Рейнуотером)

Харальд (1887-1951) дат. математик

В скандинавской мифологии отец Одина (мифическое)

Город (с 1938) в России, Нижегородская обл, на реке Волга

Город в Югославии, Сербия

Зубоврачебное сверло

Приливная волна, движущаяся с высокой скоростью против течения реки в виде водяного вала с опрокидывающимся гребнем

Сосновый лес на песчаных и каменистых почвах

Среди картин Ивана Шишкина есть «Сосновый...»

Стальное сверло, применяемое в зубоврачебной практике

Травянистое растение, семейства злаков

Хвойное дерево, разновидность сосны, вар. борика

Химический элемент

Скандинавский громовержец

По Далю это слово означает «торг, базар, рынок», но у многих людей ассоциируется с известным датчанином, а заодно и с «пятым номером»

Химический элемент, самый стойкий на разрыв

Лес с шишками

Кто из физиков создал модель атома?

Датский физик, лауреат Нобелевской премии (1975 г.)

Датский физик, лауреат Нобелевской премии (1922 г.), основоположник современной физики

Лес, который горит вместе с сыром

Роман российского писателя С. Крутилина «Апраскин...»

Пятый элемент, но не фильм Люка Бессона

. «лесной» химический элемент

Хвойный лес

Растение семейства злаков

Приливная волна

Отец бога Одина

Дремучий ельник

Лес, где много шишек

Лес, где сосны шумят

Сосновый лес

Лес с сосенками

Кто создал модель атома?

Скопищ сосен

Елки-палки

Сверло стоматолога

Скопище сосен

Сосновый...

Загорелся сыр-...

И ученый, и сосновый

Элемент №5

Датский физик

Отец Одина

Пятый элемент, но не фильм

. «дрель» стоматолога

Лес, горящий вместе с сыром

Пятый элемент

Лес повышенной колючести

Нильс из физиков

В таблице Менделеева он под №5

Между углеродом и бериллием

Пятый по счету химический элемент

. (святобор) в слав. миф. бог лесов, покровитель охоты

Пятая графа химических элементов

Лес, где растут сосенки

Лес, подходящий для маслят

Лес с запахом хвои

Хвойный лес

Датский физик, создатель планетарной модели атома

Химический элемент, кристаллическое вещество

В скандинавской мифологии бог, отец Одина

Датские физики, отец (1885-1962, Нобелевская премия 1922) и сын (Нобелевская премия 1975)

Датский математик (1887-1951)

Город в Нижегородской области

Город в Сербии

Сосновый лес

Наименование химического элемента

. "Дрель" стоматолога

. "Лесной" химический элемент

Кто из физиков создал модель атома

Кто создал модель атома

М. (брать) бранье, взятие, отпуск и прием; бору нет, говорят купцы, разбору, спросу на товар. Костр. торг. базар, рынок, торжок; новинный бор, холщевый базар. Стар. сбор, побор, подать, денежная повинность. Бором, борком брать, руками, рвать. Бор ягод, сбор. Бор рыбы, клев. Брать товар на бор, в бор, в долг, не за наличные. Красный или хвойный лес; строевой сосновый или еловый лес по сухой почве, по возвышенности; преснина, чистый мендовый сосняк, по супеси; хвойник с ягодными кустами и грибами. От искры сыр бор загорался. Баба по бору ходила, трои лапти износила, долго. Чужая душа дремучий бор. Баженый не с борка, а с топорка. Всякая сосна своему бору шумит (своему лесу весть подает). Сыр-бор загорелся, беда, шум из пустого. Сев. сушь, суходол, противопол. тундра, болото, поймы. Арх. новг. могильник, кладбище, божья нивка, потому что там для кладбищ выбирается суходол, либо пригорье. На борке, новг.-валд. на кладбище. Ниж. бора, складка в одежде, морщина в лице. Растение Panicum miliaceum, Milium effusum, черное, птичье просо, просовик, просовка, род проса в черных шишках (симб. сам.) Дивий бор, растение Alopecurus pratensis, глашник, луговой пырей, лисий хвост, однородное с аржанцом. Боровой, к бору, лесу относящ. Боровое место, хрящеватое, сухое, под хвойным лесом, можжевелом и вереском. Боровой кулик, березовик, слука, вальдшнеп. Боровая каша, из боровой крупы, из пшена бора. Боровой изгон, мохнатик, волосатик, растение Adonis vernalis. Боровной лес, сев. сосновый, строевой и мачтовый, по суходолу. Бористое место, боровое, обильное борами. Бористый кафтан, с борами (см. бора). Боровина ж. боровая, хвойная, нехлебная почва. Боровинка умалит. порода мелких, но хороших яблок. Боровик м. съедомый гриб Boletus bovinus (mutabilis?) Арх.-мез. метла, голик, веник, потому что веники вяжут в березняке, в бору, по суходолу, не по тундре. картежной игре, подбор красной масти, боровики, а черной, вороново крыло. Тетерев, особенно косач, но гораздо рослее простого (полевого), вероятно помесь тетерева и глухаря. Калужск. кабачная ендова. Боровики мн. дикие, боровые пчелы; растение Chimaphila umbellata, становник, изгон боровой, изгон раменный. Боровика ж. ряз. куст и ягода брусена, брусника. Боровник м. растение Digitaria, мохарь. Растение Blitum, боровик, жминда, жмонда, бросовая трава; Вlitum virgatum, сорочьи ягоды. Боровая няша, боровница? сев. лекарственное в народе растение, по берегам боровых озер и котловин. Бореть пск. о залежи: порастать хвойником, зарослями

М. химич. горючее вещество, добываемое из буры и служащее основанием борной кислоте

По Далю это слово означает "торг, базар, рынок", но у многих людей ассоциируется с известным датчанином, а заодно и с "пятым номером"

Роман российского писателя С. Крутилина "Апраскин..."

Среди картин Ивана Шишкина есть "Сосновый..."

Химический элемент, B

Что за химический элемент B

Элемент номер пять

Начиная работу над этой статьей, я вспомнил время, когда мы, ученики средней физико-математической школы, услышали об эпохе создания современной физики, о бурных дискуссиях Сольвеевских конгрессов, о борьбе идей, в которой рождалась новая картина мира. Имена творцов науки ХХ века: Планка, Эйнштейна, Бора, Гейзенберга, Шредингера, Паули - звучали как призыв к дерзаниям. Мы преклонялись перед великими и мечтали вслед за ними устремиться на поиски порядка и закона в хаосе экспериментальных данных.

Несовершенные фотографии первой половины ХХ века, даже в сочетании с полиграфией популярных изданий, все же донесли до нас образ физика-мыслителя со спокойным, большим, немного вытянутым, «лошадиным» лицом, с умными, все понимающими глазами. Нильс Бор действительно был философом, который искал ответы на вечные вопросы бытия, изучая явления окружающего нас физического мира.

Его интерес к философии закладывался с самого детства. Нильс и его брат Харальд, известный математик, выросли в семье профессора Копенгагенского университета, члена Датской академии наук, физиолога Кристиана Бора. Особый дух этой семьи создавал как раз отец и его друзья, в первую очередь философ Харальд Хеффдинг. У них Нильс учился вгрызаться в суть вещей, искать то, что прячется за внешними формами. Еще будучи студентом Копенгагенского университета, Нильс со своими приятелями, тоже слушателями семинара Хеффдинга, создал философский клуб под названием «Эклиптика». Среди его членов были физик, математик, юрист, психолог, историк, энтомолог, лингвист, искусствовед… Отличие научных языков и подходов не было помехой для юношей, искавших ответы на вопросы о соотношении Провидения и свободы воли, о познаваемости мира. По свидетельству Леона Розенфельда, друга и биографа Бора, Нильсу «было около 16 лет, когда он отверг духовные притязания религии и его глубоко захватили раздумья над природой нашего мышления и языка». Эти вопросы не оставляли его всю жизнь.

А его жизнь, конечно, была посвящена физике. Но не той физике, которая останавливается на формальной констатации факта или математической записи соотношения между физическими величинами. Его всегда занимала причина, внутренний механизм, «то, как устроен мир на самом деле», а не то, как его можно правдоподобно описать. Его главные успехи - в отыскании связи между фактами, которые до него никто не связывал: он видел общее в торможении частиц в среде и в ослаблении света; в величине заряда ядра атома и периодичности свойств химических элементов таблицы Менделеева. Эти очевидные для сегодняшних студентов-физиков положения в начале ХХ века были отнюдь не очевидными, и для их подтверждения требовался тщательный анализ множества фактов. Ранние работы Бора легли в основу метода, которым физика живет и по сей день, - когда гипотеза, выдвинутая для объяснения каждого известного факта, исследуется, проверяется, нет ли в ней противоречий, и логическая стройность возникающей теории является главным критерием ее истинности, какой бы странной она при этом ни казалась.

Так же создавалась и планетарная модель атома. Казалось бы, как замечательно и красиво! Подобно планетам, вращающимся вокруг Солнца, электроны в атоме Бора вращаются вокруг ядра, - кто будет возражать против такого? Да еще после опытов Резерфорда по рассеянию альфа-частиц на ядрах золота, показавших, что материя в основном сосредоточена в компактных ядрах, расположенных на значительных расстояниях одно от другого. Однако возникает противоречие с классической теорией излучения: вращающийся по орбите электрон должен излучать электромагнитную волну и, следовательно, терять энергию, а в результате - «упасть» на ядро. Решение на первый взгляд просто: надо «запретить» электрону излучать при движении по орбите. Но это и есть революция естествознания: признание того, что законы микроуровня отличаются от законов мира больших масштабов! В этом нужно убеждать, а значит, подбирать доказательства из опытов по электричеству, магнетизму, спектроскопии и так далее, нужно также пояснить, где простирается граница между микро- и макромирами и как законы микромира перетекают в классические законы.

Бор это делает, но не просто строит физическую теорию, он получает философский принцип - Принцип Соответствия: «новая» теория должна сопрягаться со «старой», и это сопряжение должно быть досконально прослежено шаг за шагом.

Еще один философский принцип Нильса Бора - Принцип Дополнительности. Возник он, в частности, из попыток описать странное поведение света: то как волны в опытах по дифракции, то как частицы в опытах по фотоэффекту. Свет, таким образом, поддается описанию с помощью двух классических образов, но только абсолютно несовместимых! И Бор возводит это в принцип: явление должно быть описано с разных сторон, пусть и противоречивым (с точки зрения привычных представлений) образом. Ведь «как бы далеко за пределами возможностей классического анализа ни лежали квантовые события... регистрировать получаемые результаты мы вынуждены на языке обычном». Для описания истинной реальности нужен образный язык особой силы, работу физика над его созданием Бор сравнивает с творчеством поэта - и тот и другой ищут образы, отражающие реальность: «Поэт тоже озабочен не столько точным изображением вещей, сколько созданием образов и закреплением мысленных ассоциаций в головах своих слушателей». Но физическая реальность у Бора отличается от поэтической. Это не внутренний мир поэта, а единство взаимосвязанных фактов и явлений природы, для его описания нужны понятия, взаимно дополняющие друг друга. Размышляя о принципах квантовой теории как о единой системе представлений, он пишет: «Для меня это вовсе не вопрос о пустяковых дидактических уловках, но проблема серьезных попыток достичь такой внутренней согласованности в этих представлениях, которая позволила бы надеяться на создание незыблемой основы для последующей конструктивной работы».

Возможно, это самое важное открытие науки ХХ века - открытие того, что мир природных явлений не может быть описан простыми понятиями, полученными нами из опыта, и закреплен в терминах классической науки. Мир, находящийся за гранью привычных масштабов, сложен для понимания: «Мы столкнулись с трудностями, которые лежат так глубоко, что у нас нет представления о пути, ведущем к их преодолению; в согласии с моим взглядом на вещи эти трудности по природе своей таковы, что они едва ли оставляют нам право надеяться, будто мы сумеем и в атомном мире строить описание событий во времени и пространстве на тот же лад, на какой это делалось нами обычно до сих пор». Чтобы его постичь, нужно уйти от привычек и стереотипов и постараться видеть мир незамутненным взором, взором ребенка.

И Нильс Бор успешно справляется с этим. Ему помогает прекрасно развитое чувство юмора. Напомню, например, его суждение о своем ученике, потерпевшем неудачу в науке: «Он стал поэтом - для физики у него было слишком мало воображения». Не менее известно и высказывание Бора об одной из физических теорий: «Нет сомнения, что перед нами безумная теория, но весь вопрос в том, достаточно ли она безумна, чтобы оказаться еще и верной!» В один из драматических моментов формирования новой квантовой теории, когда каждый участник дискуссии предлагал тот или иной аргумент, мысленный эксперимент или просто образ, призванный показать правоту той или иной точки зрения, Эйнштейн нашел замечательное по своей силе выражение: «Бог не играет в кости!» Вот уж, действительно, абсурд - представлять себе Творца, руководствующегося случаем, а ведь именно такой механизм квантовых явлений предлагала копенгагенская интерпретация. Нильс Бор парировал: «Но, право же, не наша печаль - предписывать Господу Богу, как ему следовало бы управлять этим миром!» Иллюстрацией парадоксального мышления Нильса Бора может служить его классификация «мыслей по глубине»: он считал, что утверждение тривиально и неглубоко, если прямо противоположное вздорно; если же и прямо противоположное полно смысла, тогда суждение нетривиально.

Философское осмысление открытых законов помогало Бору находить ответы на важные вопросы бытия. Так, соотношение неопределенностей Гейзенберга виделось ему физической основой ответа на вопрос, интересовавший его еще во времена «Эклиптики», - вопрос о свободе воли. Весь мир живых организмов, а также и психических явлений виделся ему подобным миру атомных частиц: и там, и там действуют единые принципы.

Когда Нильсу Бору было пожаловано дворянское достоинство в знак признания его научных заслуг, он должен был выбрать себе герб и девиз. Видя глубокие аналогии между восточной философией и представлениями той науки, которой он посвятил жизнь, Бор выбрал символ Тайцзы, выражающий взаимосвязь между противоположными первоначалами инь и ян, а в качестве девиза латинскую фразу «Contraria sunt complementa» («Противоположности дополняют друг друга»).

на журнал "Человек без границ"

Бор Нильс Хендрик Давид (7 октября 1885 , Копенгаген - 18 ноября 1962 , Копенгаген), датский ученый, один из создателей современной физики. Автор основополагающих трудов по квантовой механике, теории атома, атомного ядра, ядерным реакциям.

Детство и юность

Нильс Бор родился в семье Кристиана Бора, профессора физиологии Копенгагенского университета, и Эллен Бор, происходившей из богатой и влиятельной еврейской семьи. Родители Нильса и его младшего, горячо любимого брата Харальда (будущего крупного математика) сумели сделать детские годы сыновей счастливыми и содержательными. Благотворное влияние семьи, в особенности - матери, играло решающую роль в формировании их душевных качеств.

Начальное образование Нильс получил в Гаммельхольмской грамматической школе, которую окончил в 1903 . В школьные годы был заядлым футболистом; позднее увлекался катанием на лыжах и парусным спортом. Двадцати трех лет окончил Копенгагенский университет, где приобрел репутацию необыкновенно одаренного физика-исследователя. Его дипломный проект, посвященный определению поверхностного натяжения воды по вибрациям водяной струи, был удостоен золотой медали Датской королевской академии наук. В 1908-11 Бор продолжил работу в университете, где выполнил целый ряд важнейших исследований, в частности по классической электронной теории металлов, составившей основу его докторской диссертации.

Работа в Англии

Через три года после окончания университета Бор приехал работать в Англию. После года пребывания в Кембридже у Дж. Дж. Томсона Бор перебрался в Манчестер к Резерфорду, лаборатория которого в то время занимала лидирующее положение. Здесь ко времени появления Бора проходили эксперименты, которые привели Резерфорда к планетарной модели атома. Точнее, модель еще находилась в стадии становления. Опыты по прохождению альфа-частиц через листочки фольги привели Резерфорда к убеждению, что в центре атома находится маленькое заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома, а вокруг ядра располагаются гораздо более легкие электроны. Поскольку атом в целом электронейтрален, суммарный заряд всех электронов должен быть по модулю равным заряду ядра, но отличаться от него знаком. Вывод о том, что заряд ядра должен быть кратен заряду электрона был важен, но оставалось еще много неясного. Так, были обнаружены "изотопы" - вещества с одинаковыми химическими свойствами, но с различным атомным весом.

Проблема атомного номера элементов. Закон смещения

Первым важным достижением Бора в лаборатории Резерфорда было то, что он понял: химические свойства определяются числом электронов в атоме, а, значит, зарядом ядра, а не его массой, и это и объясняет существование изотопов. Поскольку альфа-частица - это ядро гелия, имеющее заряд +2, то при альфа-распаде, когда эта частица вылетает из ядра, "дочерний" элемент должен располагаться в таблице Менделеева на две клеточки левее "материнского", а при бета-распаде, когда из ядра вылетает электрон - на одну клеточку правее. Так был открыт "закон радиоактивных смещений". Но за этим открытием последовали и другие, гораздо более важные. Они касались самой модели атома.

Модель Резерфорда - Бора

Эту модель часто называют "планетарной" - в ней, подобно тому как планеты вращается вокруг Солнца, электроны движутся вокруг ядра. Но такой атом не может быть устойчивым: под действием кулоновского притяжения ядра каждый электрон движется с ускорением, а ускоренно движущийся заряд, согласно законам классической электродинамики, должен излучать электромагнитные волны, теряя при этом энергию. Количественный расчет показывает, что такая "радиационная неустойчивость" атома катастрофична: примерно за стомиллионную долю секунды все электроны должны были бы потерять энергию и упасть на ядро. Но в действительности ничего такого не происходит, и многие атомы вполне стабильны. Возникла проблема, которая могла показаться неразрешимой. И она действительно не могла быть разрешена без привлечения радикальных новых идей. Именно такие идеи и были выдвинуты Бором.

Он постулировал, что (вопреки законам механики и электродинамики) в атомах существуют такие орбиты, двигаясь по которым электроны не излучают. По Бору, орбита является стабильной, если момент количества движения находящегося на ней электрона кратен h / 2p, где h- постоянная Планка. Излучение же происходит только при переходе электрона с одной устойчивой орбиты на другую, и вся освобождающаяся при этом энергия уносится одним квантом излучения. Энергия такого кванта, равная произведению частоты n на h, в соответствии с законом сохранения энергии, равна разности начальной и конечной энергии электрона ("Правило частот"). Таким образом, Бор предложил соединить модельные представления Резерфорда с идеей квантов, впервые высказанной Планком в 1900 . Такое соединение в корне противоречило всем положениям и традициям классической теории. Но, в то же время, эта классическая теория не отвергалась полностью: электрон рассматривался как материальная точка, движущаяся по законам классической механики, но только из всех орбит "разрешенными" объявлялись лишь те, которые отвечают "условиям квантования".

Энергии электрона на таких орбитах получаются обратно пропорциональными квадратам целых чисел - номеров орбит. Привлекая "правило частот", Бор пришел к выводу, что частоты излучения должны быть пропорциональны разности обратных квадратов целых чисел. Эта закономерность действительно была уже установлена спектроскопистами, но не находила дотоле своего объяснения.

Бор объяснил не только спектр простейшего из атомов - водорода, но и гелия, в том числе, и ионизованного, показал, как учесть влияние содвижения ядра, предугадал структуру заполнения электронных оболочек, что позволило понять физически природу периодичности химических свойств элементов - периодическую таблицу Менделеева. За эти работы Бор в 1922 был удостоен Нобелевской премии.

Институт Бора в Копенгагене

После окончания работ у Резерфорда Бор вернулся в Данию, где он в 1916 был приглашен профессором в университет в Копенгагене. Через год он был избран членом Датского королевского общества (в 1939 он стал его президентом).

В 1920 Бор создает Институт теоретической физики и становится его директором. В знак признания его заслуг, город предоставляет Бору для института исторический "Дом Пивовара". Этому институту суждено было сыграть выдающуюся роль в развитии квантовой физики. Несомненно, определяющее значение имели здесь исключительные личные качества его директора. Он постоянно был окружен сотрудниками и учениками (грани между первыми и вторыми в действительности и не было), которые приезжали к Бору отовсюду. К его большой интернациональной школе принадлежали Ф. Блох, О. Бор, В. Вайскопф, X. Казимир, О. Клейн, X. Крамерс, Л. Д. Ландау, К. Меллер, У. Нишика, А.Пайс, Л. Розенфельд, Дж. Уиллер и многие другие. "Дом Пивовара" стал центром притяжения для всех теоретиков. К Бору не раз приезжал В. Гейзенберг, как раз в ту пору, когда создавался "принцип неопределенности", там вел мучительные дискуссии с Бором Э. Шредингер, пытавшийся защищать чисто-волновую точку зрения. Именно в институте Бора формировалось то, что определило качественно новое лицо физики 20 века.

Модель Резерфорда-Бора была очевидным образом непоследовательна. В ней объединялись и положения классической теории, и то, что им явно противоречило. Чтобы устранить эти противоречия, потребовался радикальный пересмотр многих основных положений теории. Здесь и прямые заслуги Бора, и роль его научного авторитета, да и просто личного влияния были очень велики. Именно Бор понял, что для создания физической картины процессов микромира нужен иной подход, нежели для "мира больших вещей" и он был одним из основных творцов этого подхода. Он ввел понятие о неконтролируемом воздействии измерительных процедур, о "дополнительных" величинах - таких, что чем точнее определяется одна из них, тем большая неопределенность оказывается у другой. С именем Бора связана вероятностная (так называемая копенгагенская) интерпретация квантовой теории и рассмотрение многих ее "парадоксов". Немалое значение имели здесь дискуссии Бора с Эйнштейном, так и не примирившимся с вероятностным истолкованием квантовой механики. Для понимания закономерностей микромира и их соотношения с законами классической (т.е. неквантовой) физики немаловажное значение имеет сформулированный Бором принцип соответствия.

Ядерная тематика

Бор, начав у Резерфорда с физики ядра, постоянно уделял ядерной тематике большое внимание. В 1936 он предложил теорию составного ядра, вскоре - капельную модель, которая сыграла заметную роль при исследовании проблемы деления ядер. Бор предсказал спонтанное деление ядер урана.

После фактического захвата Дании фашистами Бор тайно покинул родину и был доставлен сначала в Англию (при этом в самолете он чуть не погиб), а затем в Америку, где вместе с сыном Оге работал для Манхэтеннского проекта в Лос-Аламосе. В послевоенные годы он огромное внимание уделял проблеме контроля над ядерными вооружениями, мирного использования атома, обращался даже в посланиями к ООН, участвовал в создании Европейского центра ядерных исследований. Судя по тому, что он не отказался обсуждать с советским физиком некоторые стороны "атомного проекта", находил опасным монопольное владение атомным оружием.

Большое внимание Бор уделял сопредельным с физикой вопросам, в том числе, биологии. Его неизменно занимали философские проблемы естествознания.

Нравственный и научный авторитет Бора был исключительно высок. Любое, даже мимолетное общение с ним производило неизгладимое впечатление. Он говорил и писал так, что было видно: он напряженно ищет слова, которые бы предельно точно и правдиво выражали чувства и мысли. Глубоко прав был В. Л. Гинзбург, назвавший Бора неповторимо деликатным и мудрым.

Бор был почетным членом более 20 академий наук различных стран, лауреатом многих национальных и международных премий.

Нильс Бор - датский физик и общественный деятель, один из основоположников физики в современном виде. Был основателем и руководителем копенгагенского Института теоретической физики, создателем мировой научной школы, а также иностранным членом академии наук СССР. В этой статье будут рассмотрены история жизни Нильса Бора и его основные достижения.

Заслуги

Датский Физик Бор Нильс основал теорию атома, которая базируется на планетарной модели атома, квантовых преставлениях и предложенных им лично постулатах. Кроме того, Бор запомнился важными работами по теории атомного ядра, ядерных реакций и металлов. Он был одним из участников создания квантовой механики. Кроме наработок в области физики, Бору принадлежит ряд трудов по философии и естествознанию. Ученый активно боролся с атомной угрозой. В 1922 году его наградили Нобелевской премией.

Детство

Будущий ученый Нильс Бор родился в городе Копенгагене 7 октября 1885 года. Его отец Кристиан был профессором физиологии в местном университете, а мать Эллен происходила из состоятельной еврейской семьи. У Нильса был младший брат Харальд. Родители постарались сделать детство сыновей счастливым и насыщенным. Положительное влияние семьи, и в частности матери, сыграло важнейшую роль в становлении их душевных качеств.

Образование

Начальное образование Бор получил в Гаммельхольмской школе. В школьные годы он увлекался футболом, а позже - лыжным и парусным спортом. В двадцать три года Бор стал выпускником Копенгагенского университета, в котором его считали необычайно одаренным физиком-исследователем. За дипломный проект, посвященный определению поверхностного натяжения воды с помощью вибраций водной струи, Нильса наградили золотой медалью от Датской королевской академии наук. Получив образование, начинающий физик Бор Нильс остался работать в университете. Там он осуществил ряд важнейших исследований. Одно из них было посвящено классической электронной теории металлов и легло в основу докторской диссертации Бора.

Нестандартное мышление

Однажды к президенту Эрнесту Резерфорду, обратился за помощью коллега из копенгагенского университета. Последний намеревался поставить своему студенту самую низкую оценку, в то время как тот считал, что заслуживает оценки «отлично». Оба участника спора согласились положиться на мнение третьего лица, некого арбитра, которым и стал Резерфорд. Согласно экзаменационному вопросу, студент должен был объяснить, как с помощью барометра можно определить высоту здания.

Студент ответил, что для этого нужно привязать барометр к длинной веревке, подняться с ним на крышу здания, опустить его к земле и замерять длину веревки ушедшей вниз. С одной стороны, ответ был абсолютно верным и полным, но с другой - он имел мало общего с физикой. Тогда Резерфорд предложил студенту еще раз попытаться ответить. Он дал ему шесть минут, и предупредил, что ответ должен иллюстрировать понимание физических законов. Через пять минут, услышав от студента, что он выбирает лучшие из нескольких решений, Резерфорд попросил его досрочно ответить. На это раз студент предложил подняться с барометром на крышу, сбросить его вниз, замерять время падения и, воспользовавшись специальной формулой, выяснить высоту. Этот ответ удовлетворил преподавателя, однако он с Резерфордом не могли отказать себе в удовольствии прослушать остальные версии студента.

Следующий способ был основан на измерении высоты тени барометра и высоты тени здания, с последующим решением пропорции. Это вариант понравился Резерфорду, и он с энтузиазмом попросил студента осветить оставшиеся способы. Тогда студент предложил ему самый простой вариант. Нужно было просто прикладывать барометр к стене здания и делать отметки, а затем сосчитать количество отметок и умножить их на длину барометра. Студент считал, что столь очевидный ответ точно нельзя упускать из виду.

Дабы не прослыть в глазах ученых шутником, студент предложил и самый изощренный вариант. Привязав к барометру шнурок - рассказывал он, - нужно раскачать его у основания здания и на его крыше, замерев величину гравитации. Из разницы между полученными данными, при желании можно узнать высоту. Кроме того, раскачивая маятник на шнурке с крыши здания, можно определить высоту по периоду прецессии.

Наконец, студент предложил найти управляющего здания и взамен на замечательный барометр выведать у него высоту. Резерфорд спросил, неужели студент и впрямь не знает общепринятого решения задачи. Он не стал скрывать, что знает, но признался, что сыт по горло навязыванием учителями своего образа мышления подопечным, в школе и колледже, и отверганием ими нестандартных решений. Как вы наверняка догадались, этим студентом был Нильс Бор.

Переезд в Англию

Проработав в университете три года, Бор переехал в Англию. Первый год он работал в Кембридже у Джозефа Томсона, затем перебрался к Эрнесту Резерфорду в Манчестер. Лаборатория Резерфорда на тот момент считалась наиболее выдающейся. Последнее время в ней проходили эксперименты, породившие открытие планетарной модели атома. Точнее, модель тогда пребывала еще на стадии становления.

Опыты по прохождению альфа-частиц через фольгу позволили Резерфорду осознать, что в центре атома располагается небольшое заряженное ядро, на которое приходится едва ли вся масса атома, а вокруг него располагаются легкие электроны. Так как атом электронейтрален, сумма зарядов электронов должна равняться модулю заряда ядра. Заключение о том, что заряд ядра кратен заряду электрона было центральным в этом исследовании, но пока что оставалось неясным. Зато были выявлены изотопы - вещества, имеющие одинаковые химические свойства, но различную атомную массу.

Атомный номер элементов. Закон смещения

Работая в лаборатории Резерфорда, Бор понял, что химические свойства зависят от числа электронов в атоме, то есть от его заряда, а не массы, что и объясняет существования изотопов. Это стало первым важным достижением Бора в этой лаборатории. Так как альфа-частица приставляет собой ядро гелия с зарядом +2, при альфа-распаде (частица вылетает из ядра) «дочерний» элемент в таблице Менделеева должен размещаться левее на две клеточки чем «материнский», а при бета-распаде (электрон вылетает из ядра) - правее на одну клеточку. Так был сформирован «закон радиоактивных смещений». Далее датский физик сделал ряд более важных открытий, которые касались самой модели атома.

Модель Резерфорда-Бора

Эту модель также называют планетарной, ведь в ней электроны вращаются вокруг ядра подобно тому, как планеты вокруг Солнца. Такая модель имела ряд проблем. Дело в том, что атом в ней был катастрофически неустойчив, и терял энергию за стомиллионную долю секунды. В действительности же такого не происходило. Возникшая проблема казалась неразрешимой и требовала радикально нового подхода. Здесь и проявил себя датский физик Бор Нильс.

Бор предположил, что, вопреки законам электродинамики и механики, в атомах есть орбиты, перемещаясь по которым электроны не излучают. Орбита стабильна, если момент количества движений электрона находящегося на ней равен половине постоянной Планка. Излучение происходит, но только в момент перехода электрона с одной орбиты на другую. Вся энергия, которая при этом высвобождается, уносится квантом излучения. Такой квант имеет энергию, равную произведению частоты вращения на постоянную Планка, или разности между начальной и конечной энергией электрона. Таким образом, Бор объединил наработки Резерфорда и идею квантов, которая была предложена Максом Планком в 1900 году. Такое объединение противоречило всем положениям традиционной теории, и в то же самое время, не отвергало ее полностью. Электрон был рассмотрен как материальная точка, которая движется по классическим законам механики, но «разрешенными» являются лишь те орбиты, которые выполняют «условиям квантования». На таких орбитах, энергии электрона обратно пропорциональны квадратам номеров орбит.

Вывод из «правила частот»

Опираясь на «правило частот», Бор сделал вывод, что частоты излучения пропорциональны разности между обратными квадратами целых чисел. Ранее эта закономерность была установлена спектроскопистами, однако не находила теоретического объяснения. Теория Нильса Бора позволяла объяснить спектр не только водорода (простейшего из атомов), но и гелия, в том числе ионизированного. Ученый проиллюстрировал влияние содвижения ядра и предугадал, как заполняются электронные оболочки, что позволило выявить физическую природу периодичности элементов системе Менделеева. За эти наработки, в 1922 году Бор был удостоен Нобелевской премии.

Институт Бора

По завершении работ у Резерфорда уже признанный физик Бор Нильс вернулся на родину, куда его пригласили в 1916 году профессором в копенгагенский университет. Через два года он стал членом Датского королевского общества (в 1939 году ученый возглавил его).

В 1920 году Бор основал Институт теоретической физики и стал его руководителем. Власти Копенгагена, в знак признания заслуг физика, предоставили ему для института здание исторического «Дома Пивовара». Институт оправдал все ожидания, сыграв в развитии квантовой физики выдающуюся роль. Стоит отметить, что определяющее значение в этом имели личные качества Бора. Он окружил себя талантливыми сотрудниками и учениками, границы между которыми часто были незаметны. Институт Бора был интернационален, в него стремились опасть отовсюду. Среди знаменитых выходцев Боровской школы можно выделить: Ф. Блоха, В. Вайскопфа, Х. Казимира, О. Бора, Л. Ландау, Дж. Уиллера и многих других.

К Бору не единожды приезжал немецкий ученый Верне Гейзенберг. Во времена, когда создавался «принцип неопределенности», с Бором дискутировал который был сторонником чисто-волновой точки зрения. В бывшем «Доме Пивовара» формировался фундамент качественно новой физики двадцатого века, одним из ключевых фигурантов которой был Нильс Бор.

Модель атома, предложенная датским ученым и его наставником Резерфордом, была непоследовательной. Она объединяла постулаты классической теории и гипотезы, явно ей противоречащие. Дабы устранить эти противоречия, необходимо было радикально пересмотреть основные положения теории. В этом направлении важную роль сыграли прямые заслуги Бора, его авторитет в научных кругах, и просто личное влияние. Работы Нильса Бора показали, что для получения физической картины микромира не подойдет подход, с успехом применяющийся для «мира больших вещей», и он стал одним из основоположников такого подхода. Ученый ввел такие понятия, как «неконтролируемое воздействие измерительных процедур» и «дополнительные величины».

Копенгагенская квантовая теория

С именем датского ученого связана вероятностная (она же квантовой теории, а также изучение ее многочисленных «парадоксов». Важную роль здесь сыграла дискуссия Бора с Альбертом Эйнштейном, которому не по душе была квантовая физика Бора в вероятностном истолковании. «Принцип соответствия», сформулированный датским ученым, сыграл немаловажную роль в понимании закономерностей микромира и их взаимодействия с классической (неквантовой) физикой.

Ядерная тематика

Начав заниматься физикой ядра еще у Резерфорда, Бор уделял ядерной тематике много внимания. Он предложил в 1936 году теорию составного ядра, вскоре породившую капельную модель, которая сыграла весомую роль в исследовании деления ядер. В частности, Бору принадлежит предсказание спонтанного деления ядер урана.

Когда фашисты захватили Данию, ученый тайно был доставлен в Англию, а затем в Америку, где совместно с сыном Оге трудился над Манхэтеннским проектом в Лос-Аламосе. В послевоенные годы Бор много времени уделял вопросам контроля над ядерным оружием и мирного применения атомов. Он принял участие в создании центра ядерных исследований Европы и даже обращался со своими идеями к ООН. Исходя из того, что Бор не отказался обсуждать с советскими физиками определенные аспекты «ядерного проекта», он считал опасным монопольное владение атомным вооружением.

Другие области знания

Кроме того, Нильс Бор, биография которого подходит к концу, интересовался также вопросами сопредельными с физикой, в частности биологией. Также его интересовала философия естествознания.

Выдающийся датский ученый скончался от сердечного приступа 18 октября 1962 года в Копенгагене.

Заключение

Нильс Бор, открытия которого, безусловно, изменили физику, пользовался огромным научным и нравственным авторитетом. Общение с ним, даже мимолетное, производило на собеседников неизгладимое впечатление. По речи и письму Бора было видно, что он старательно подбирает слова, дабы максимально точно проиллюстрировать свои мысли. Российский физик назвал Бора невероятно деликатным и мудрым.

Здравствуйте! Предположим, что это равносторонний треугольник. И я хочу создать другую фигуру из этого равностороннего треугольника. Сделать это я хочу путем разделения каждой стороны треугольника на три равные части... На три равные части... Может, этот равносторонний треугольник нарисован не идеально, но, думаю, вы поймете. И в каждой средней части я хочу построить еще по одному равностороннему треугольнику. Итак, в средней части, вот здесь, я построю еще один равносторонний треугольник... Вот здесь тоже... И вот здесь еще один равносторонний треугольник. И вот из равностороннего треугольника получилось что-то вроде звезды Давида. И я хочу опять так сделать, т.е. каждую сторону я разделю на три равные части, и в каждой средней части нарисую еще по одному равностороннему треугольнику. Равносторонний треугольник в каждой средней части... Так я сделаю для каждой стороны. Вот здесь и вот здесь... Думаю, идея вам понятна... Вот здесь, вот здесь, здесь... Я почти закончила этот шаг... Вот так теперь будет выглядеть фигура. И я снова могу так сделать - еще раз каждый отрезок разделить на три равные части и в каждой средней части дорисовать по одному равностороннему треугольнику: здесь, здесь, здесь, здесь, и так далее. Думаю, вы понимаете, к чему все идет... И я могла бы продолжать так делать бесконечно. На этом уроке я хочу подумать над тем, что произойдет с этой фигурой. То, что я сейчас рисую, т.е. если мы будем продолжать так делать бесконечно, при каждом шаге каждую сторону фигуры будем делить на три равные части, а затем к каждой средней части дорисовывать по одному равностороннему треугольнику – эта фигура, представленная здесь, называется снежинкой Коха. Снежинка Коха... Впервые она была описана вот этим господином, шведским математиком, которого звали Нильс Фабиан Хельге фон Кох. И эта снежинка – один из самых ранних примеров фракталов. Т.е. это фрактал. Почему она считается фракталом? Потому что она выглядит очень похожей на саму себя при любом масштабе, в котором вы ее рассматриваете. Например, если вы рассматриваете ее в таком масштабе, то вот в этой части вы видите кучу треугольников, но если увеличить, например, вот эту часть, то вы все равно увидите что-то вроде вот такой фигуры. И если снова увеличите, то увидите все ту же фигуру. Т.е. фрактал – это фигура, составленная из нескольких частей, которые при любом масштабе выглядят подобными всей фигуре целиком. А что особенно интересно (и почему я внесла такой урок в плейлист по геометрии) – то, что периметр этой фигуры равен бесконечности. Т.е. если строить такую фигуру, как снежинку Коха, то придется бесконечное количество раз к каждому вот такому маленькому треугольнику дорисовывать еще по одному маленькому равностороннему треугольнику. И чтобы показать, что периметр такой фигуры равен бесконечности, давайте здесь рассмотрим одну из ее сторон... Вот одна из ее сторон. Если бы мы начали с исходного треугольника, то вот где находилась бы эта сторона. И предположим, ее длина равна S. Если разделить эту сторону на три равных части, то длина этой части будет равна S/3, длина этой – тоже S/3... Вообще-то лучше напишу внизу: S/3, S/3, S/3. Затем к средней части дорисовываем равносторонний треугольник. Вот так. Т.е. длина каждой стороны теперь равна S/3. А длина всей вот этой новой части... Нельзя ее теперь назвать просто линией, потому что на ней теперь есть треугольник... Длина вот этой вот части, этой стороны, теперь равна не S, а [(S/3)*4]. Прежде длина была равна [(S/3)*3], но теперь у нас раз, два, три, четыре отрезка длиной S/3. Теперь, после того, как на исходную сторону мы добавили один треугольник, то длина нашей новой стороны будет равна 4 умножить на S/3, т.е. (4/3)*S. Итак, если исходный периметр (т.е. если бы здесь был только один треугольник) равен Р₀, то после добавления одного набора треугольников периметр Р1 будет равен 4/3 умножить на исходный периметр. Потому что длина каждой из сторон фигуры будет теперь в 4/3 раза больше, чем изначально. Т.е. исходный периметр Р₀ состоял из трех сторон, потом каждая их сторон стала иметь длину в 4/3 раза больше, значит, новый периметр Р₁ будет равен 4/3 умножить на Р₀. А после добавления второго набора треугольников периметр Р₂ будет равен 4/3 умножить на Р₁. Т.е. после каждого добавления новых треугольников периметр фигуры становится в 4/3 раза больше предыдущего периметра. И если бесконечное количество раз добавлять новые треугольники, то, получается, при подсчете периметра вы умножаете какое-то число на 4/3 бесконечное количество раз – следовательно, получится бесконечное значение периметра. Значит, периметр с индексом «бесконечность» Р∞ (периметр фигуры, если добавлять к ней треугольники бесконечное количество раз) равен бесконечности. Ну, интересно, конечно, представить себе фигуру, имеющую бесконечный периметр, но интереснее то, что у этой фигуры на самом деле конечная площадь. Говоря «конечная площадь», я подразумеваю ограниченный объем пространства. Я могу нарисовать вокруг какую-то фигуру и эта снежинка Коха никогда не выйдет за ее границы. И есть подумать... Ну, я не буду приводить формальное доказательство. Просто подумаем, что происходит на любой из сторон фигуры. Итак, в первый раз, при первом шаге-разделении, появляется вот этот треугольник... При втором шаге появляются вот эти два треугольника, а также вот эти два. А затем появляются треугольники здесь, здесь, здесь, здесь, и т.д. Но заметьте: вы можете продолжать добавлять все больше и больше треугольников, по сути, бесконечное их количество, но вы никогда не выйдете за пределы вот этой точки. То же самое ограничение будет соблюдаться и для этой стороны, также для этой стороны, и для этой, для этой, а также и для этой. Т.е. даже если вы добавляете треугольники бесконечное количество раз, площадь этой фигуры, этой снежинки Коха, никогда не будет больше площади вот этого ограничивающего шестиугольника... Ну, или больше площади вот такой фигуры... Я рисую произвольную фигуру, выходящую за пределы шестиугольника. Можно было бы нарисовать круг, выходящий за его пределы... Итак, вот эта фигура, нарисованная синим или этот шестиугольник, нарисованный лиловым, конечно, имеют определенную площадь. И площадь этой снежинки Коха всегда будет ограничена, даже если добавлять к ней треугольники бесконечное количество раз. Итак, здесь есть много интересных вещей. Первое – то, что это фрактал. Можно увеличивать его в размерах и при этом мы увидим все ту же фигуру. Второе – бесконечный периметр. И третье – конечная площадь. Теперь вы, возможно, скажете: «Но это же слишком абстрактные вещи, в реальном мире таких не существует!» Но есть такой забавный эксперимент с фракталом, о котором люди говорят. Это вычисление периметра Англии (ну, собственно, такое можно сделать для любой страны). Очертания Англии выглядят как-то вот так... Итак, первый способ, с помощью которого вы могли бы приблизительно найти периметр – это измерить вот это расстояние, плюс это расстояние, плюс это расстояние, плюс это расстояние, плюс это расстояние и это расстояние. Тогда вы можете подумать: ну, эта фигура имеет конечный периметр. Понятное дело, что и площадь ее конечная. Но все-таки видно, что это не лучший способ вычисления периметра, можно применить способ получше. Вместо этого приблизительного вычисления можно обвести границу меньшими линиями, и так будет более точно. Тогда вы подумаете: хорошо, это намного лучшее приближение. Но, предположим, если увеличить эту фигуру... Если хорошо ее увеличить, то граница будет выглядеть как-то вот так... На ней будут вот такие вот изгибы... И, по сути, когда вы здесь вычисляли периметр, то вы просто посчитали ее высоту, вот так. Конечно же, это не будет периметром, и нужно будет разделить границу на много частей, приблизительно вот так, чтобы получить точный периметр. Но и в этом случае можно сказать, что это не совсем точное вычисление периметра, т.к. если увеличить вот эту часть линии, то окажется, что в увеличенном варианте она выглядит по-другому – например, вот так. Соответственно, и линии разбиения будут выглядеть по-другому – вот так. Тогда вы и скажете: «Э, нет, надо поточнее!» И еще больше будете разделять эту линию на части. И так можно делать бесконечно, с точностью до миллиметра. Реальная граница какого-либо острова или континента (или еще чего-нибудь) на самом деле является фракталом, т.е. фигурой с бесконечным периметром, при вычислении которого можно достичь, так сказать, атомарного уровня. Но все равно периметр точным не будет. Но это почти такой же феномен, как и снежинка Коха, и над ним интересно бывает поразмышлять. На сегодня все. До встречи на следующем уроке!