Bohrovi postulati: neprecenljiv prispevek danskega znanstvenika k fiziki

Ena najpomembnejših osebnosti znanosti prejšnjega stoletja je Niels Bohr, ki je ustvaril nekaj pomembnih teorij. Njegovo delo je močno vplivalo na razvoj atomske fizike in je še vedno ključno. Kaj točno so postulati Bohra in kaj je bil ta znanstvenik?

Kdo je Niels Bohr?

Leta 1885 se je na Danskem rodil bodoči znanstvenik. Nils Hendrik David Bor je bil član in nekaj časa predsednik danskega kraljevega društva in ustvarjalec moderne fizike. Leta 1908 je diplomiral na Univerzi v Kopenhagnu, leta 1911 pa se je zaposlil v Cambridgeu. Leta 1913 je delal z Rutherfordom. Tri leta kasneje je Niels postal profesor na Københavnski univerzi in leta 1920 ustanovil svoj inštitut teoretične fizike, ki je postal nekakšen znanstveni center časa. V teh letih se je svetovna skupnost izredno zanimala za atome in s tem povezane procese. Planck in Einstein sta že naredila kar nekaj odkritij, vendar so podatki ostali nekoliko protislovni. Predhodno znani zakoni niso ustrezali eksperimentalnim podatkom. Znanost je potrebovala drugačen pristop, ki je sposoben ustvariti jasnejšo sliko atomskih procesov. Niels Bohr ga je uspel najti.

Delo na postulatih

Bohr je znanstvenike opozoril na nasprotujoče si podatke in oblikoval idejo diskretnosti stanja atomov. Razvil je atomski model in razložil mnoge procese in pojave, ki so ostale fizike ostale skrivnostne. Na podlagi dela Plancka in Rutherforda je Bohr ustvaril teorijo vodikovega atoma, ki je postal prvi kvantni model in odprl novo obdobje v zgodovini znanosti. Ugotovitve znanstvenika so razložile planetarno strukturo delcev, opisale gibanje elektronov in nekatera pravila kvantizacije. Poleg tega je Bohr izhajal iz zakonov spektralnih linij in elektronskih atomskih lupin, pojasnil periodični sistem elementov. Najpomembnejši dosežek znanstvenika pa so kvantni postulati. Bora je leta 1922 prejel Nobelovo nagrado za ustvarjanje te teorije.

Prvi kvantni postulat

Niels Bohr je ugotovil, da imajo atomi več stacionarnih stanj, od katerih vsak ustreza določeni energijski vrednosti. Lahko se izrazi s simboli E1, E2 in tako naprej. V vsakem od teh stanj atom ne seva energije, čeprav elektroni v njem ne ustavijo svojega gibanja. Ta postavka vzpostavlja razmerje med različnimi vrednostmi E in frekvencami sevanja, ki se v tem primeru oddaja ali absorbira. Poleg tega se elektroni premikajo le na določen način, v specifičnih orbitah, na katerih ne oddajajo energije. Bohrjevi postulati so v znanstvenih krogih povzročili kontroverzna mnenja, saj so v določenem protislovju s klasičnimi idejami o fiziki. Do takrat so znanstveniki raje domnevali, da lahko energija prevzame kakršenkoli pomen. Poleg tega mora po klasičnem konceptu elektrodinamike elektron nenehno sevati energijo. Takšno mnenje je popolnoma zanikal Bohlov postulat.

Bohrov drugi postulat

Odkritje stacionarnih stanj ni bila edina inovacija Bohra. Glede na njegov drugi postulat za elektrone med gibanjem po orbitih velja kvantna relacija, ki jo lahko izrazimo z naslednjo formulo: m * V * r = n * h / 2 * p. V tej enakosti prva polovica predstavlja kotni moment in h simbol označuje Planckovo konstanto. Poleg tega drugi postulat navaja, da ko se elektron premakne iz ene orbite v drugo, ki se nahaja bližje jedru, se energija sprosti v obliki določenih svetlobnih valov. Na podlagi teh podatkov je Bohr prišel do zelo pomembnega zaključka. Ugotovil je, da atom sprosti ali absorbira energijo le pri takih prehodih. Tako prvi kot drugi postulat Bohra sta eksperimentalno potrjena. Presenetljivo je, da so briljantne domneve znanstvenika postale osnova za nekatere zaključke - formule, na podlagi katerih je bilo mogoče ustvariti teorijo, preprosto niso obstajale.

Tretji postulat Bohra

Fizik je skupaj ustvaril tri postulate. Tretji od teh je, da se lahko sevanje ali absorpcija energije med prehodom elektrona iz ene stacionarne orbite v drugo izmeri v določenih delih ali kvantih. Izračunate jih lahko s formulo: e = h * u = Em-En. Kot drugi postulati Bohra, tretji tudi pojasnjuje nekatere pomembne koncepte. Tako se energija, ki jo oddaja ali absorbira atom, imenuje foton, absorpcija pa spremlja velika vrednost E. V tem primeru se elektron premakne na bolj oddaljeno orbito. Eksperimentalno, tretji postulat so potrdili eksperimenti Hertza in Franka. Drug pomemben zaključek te teorije kaže, da atomi oddajajo le tiste spektralne črte, ki lahko absorbirajo. Podoben učinek je bil že znan v optiki, odkril ga je znanstvenik Kirchhoff.

Rezultati dela Bohra

Sistem znanja o kvantni mehaniki je razvil Bohr v sodelovanju s svojimi sodelavci in študenti. Kljub temu so nekateri njeni znanstveniki sprožili resna vprašanja. Tako se je najpomembnejše načelo dopolnjevanja, ki je nastalo leta 1927, izkazalo za nič manj sporno kot Borovski postulati. Fizika je kritizirala Einsteina samega. Toda za danskega učenjaka se je taka kritika izkazala za izjemno koristno - priznal je, da mu vprašanja povzročajo nove ideje. Nekatere interpretacije in zaključki znanstvenika so bili napačni, vendar na splošno njegov pristop ni mogoče oceniti. Poleg kvantne teorije je postal tudi ustvarjalec kapljicnega modela jedra in teorije njegove delitve. Skupaj z Wheelerjem je razvil teorijo o kvantitativni interpretaciji jedrske fisije, ki je ustvaril parameter za merjenje tega procesa in napovedovanje odkritja razpada urana.

Vpliv postulatov na znanost

Kljub dejstvu, da so mnogi znanstveniki menili, da so preveč pozitivni, so imeli in imajo veliko privržencev in privržencev. Borovo globoko znanje je bil neprecenljiv pozitiven prispevek k znanosti, ki je postal osnova za mnoge sovjetske znanstvenike. Poleg tega je ustvaril mednarodno šolo fizikov, v katero so bili vključeni ugledni znanstveniki, kot so F. Bloch, H. Kazimir, V. Weisskopf, O. Klein, LD Landau, H. Kramer, U. Nishina, K. Meller. , L. Rosenfeld, A. Pice, J. Wheeler, S. Rosseland. Svetovno priznanje je izrazilo dejstvo, da je Bor razglašen za častnega člana na dvajsetih akademijah znanosti po vsem svetu.

Zanimiva dejstva o znanstveniku

Niels Bohr si zasluži pozornost ne le kot izjemnega fizika, ampak tudi kot zelo izvirno osebo. Torej so bili njegovi gostje pogosto presenečeni, da je visel nad njegovimi vrati v njegovi hiši podkve za srečo. Znanstvenik s čudovito samoironijo je poročal, da znaki pomagajo tudi tistim, ki ne verjamejo v njih. V vojnih letih je pokazal neverjetno iznajdljivost. Boji se, da bi vzel zlato nagrado, Nobelovo medaljo. Zato ga je preprosto raztopil v aqua regia in pustil nastalo rešitev v omari. Ko se je vrnil domov iz evakuacije, je Niels Bohr odstranil zlato in naročil poveljniku, naj iz njega iztisne natančno kopijo nekdanje medalje. Na koncu je vredno omeniti še oratorij fizike. V tistih primerih, ko je bilo potrebno pripraviti poročilo za več ljudi, se je znanstvenik odlično odzval. Toda če bi bilo potrebno govoriti pred širšim občinstvom, bi fizik postal zmeden in njegovo sporočilo je bilo težko razumeti. Slava briljantnega predavatelja je bila ovirana z željo, da bi drugim razložili, kaj je še neznano.