Bohrovi postulati: neprocjenjiv doprinos danskog znanstvenika fizici

Jedan od najvažnijih znanstvenika u prošlom stoljeću je Niels Bohr, koji je stvorio nekoliko važnih teorija. Njegov rad snažno je utjecao na razvoj atomske fizike i još uvijek je ključan. Što su zapravo postulati Bohra i što je bio taj znanstvenik?

Tko je Niels Bohr?

Godine 1885. u Danskoj je rođen budući znanstvenik. Nils Hendrik David Bor bio je član, a neko vrijeme i predsjednik danskog kraljevskog društva i tvorac suvremene fizike. Godine 1908. diplomirao je na Sveučilištu u Kopenhagenu, a 1911. otišao je raditi u Cambridge. Godine 1913. radio je s Rutherfordom. Tri godine kasnije, Niels je postao profesor na Sveučilištu u Kopenhagenu, a 1920. je stvorio vlastiti institut teorijske fizike, koji je postao svojevrsni znanstveni centar tog vremena. Tih je godina svjetska zajednica bila izuzetno zainteresirana za atome i srodne procese. Planck i Einstein već su napravili nekoliko otkrića, ali podaci su ostali pomalo kontradiktorni. Prethodno poznati zakoni nisu odgovarali eksperimentalnim podacima. Znanost je trebala drugačiji pristup, sposoban stvoriti jasniju sliku o atomskim procesima. Upravo ga je pronašao Niels Bohr.

Radite na postulatima

Bohr je skrenuo pozornost znanstvenika na proturječne podatke i stvorio formulaciju ideje diskretnosti stanja atoma. Razvio je atomski model i objasnio mnoge procese i fenomene koji su ostali zagonetkama za druge fizičare. Na temelju rada Plancka i Rutherforda, Bohr je stvorio teoriju o atomu poput vodika, koji je postao prvi kvantni model i otvorio novo razdoblje u povijesti znanosti. Nalazi znanstvenika objasnili su planetarnu strukturu čestica, opisali gibanje elektrona i neka pravila kvantizacije. Osim toga, Bohr je izveo zakone spektralnih linija i elektronske atomske ljuske, objasnio je periodički sustav elemenata. Ali najvažnije postignuće znanstvenika su kvantni postulati. Bora je 1922. dobio Nobelovu nagradu za stvaranje te teorije.

Prvi kvantni postulat

Niels Bohr je utvrdio da atomi imaju određen broj stacionarnih stanja, od kojih svaki odgovara određenoj energetskoj vrijednosti. Može se izraziti simbolima E1, E2 i tako dalje. U svakom od tih stanja atom ne zrači energijom, iako elektroni u njemu ne zaustavljaju svoje kretanje. Ovaj postulat uspostavlja odnos između različitih vrijednosti E i frekvencija zračenja koje se emitiraju ili apsorbiraju u ovom slučaju. Osim toga, elektroni se kreću samo na određeni način, u specifičnim orbitama, na kojima ne emitiraju energiju. Bohrovi postulati izazvali su kontroverzna mišljenja u znanstvenim krugovima, jer su u izvjesnoj kontradikciji s klasičnim idejama o fizici. Do tada su znanstvenici radije pretpostavljali da energija može poprimiti bilo koje značenje. Osim toga, prema klasičnom konceptu elektrodinamike, elektron mora stalno zračiti energiju. Takvo je mišljenje potpuno odbacilo Bohlov postulat.

Bohrov drugi postulat

Otkriće stacionarnih stanja nije jedina inovacija Bohra. Prema njegovom drugom postulatu, za elektrone za vrijeme njihovog kretanja duž orbita vrijedi kvantni odnos, koji se može izraziti pomoću sljedeće formule: m * V * r = n * h / 2 * p. U toj jednakosti prva polovica predstavlja kutni moment, a simbol h označava Planckovu konstantu. Osim toga, drugi postulat navodi da kada se elektron kreće iz jedne orbite u drugu, koja se nalazi bliže jezgri, energija se oslobađa u obliku određenih svjetlosnih valova. Na temelju tih podataka, Bohr je došao do vrlo važnog zaključka. Zaključio je da atom oslobađa ili apsorbira energiju samo pri takvim prijelazima. I prvi i drugi postulat Bohra apsolutno su potvrđeni eksperimentalno. Iznenađujuće je da su briljantne pretpostavke znanstvenika postale temelj za neke zaključke - formule na temelju kojih je moguće stvoriti teoriju jednostavno nisu postojale.

Treći postulat Bohra

Ukupno, fizičar je stvorio tri postulata. Treći od njih navodi da se zračenje ili apsorpcija energije tijekom prijelaza elektrona iz jedne stacionarne orbite u drugu može mjeriti u određenim dijelovima ili kvantima. Možete ih izračunati pomoću formule: e = h * u = Em-En. Kao i drugi postulati Bohra, treći također objašnjava neke važne pojmove. Tako se energija koju atom emitira ili apsorbira naziva fotonom, a apsorpcija je popraćena velikom vrijednošću E. U ovom slučaju, elektron se pomiče na udaljeniju orbitu. Eksperimentalno, treći je postulat potvrđen eksperimentima Hertza i Franka. Drugi značajan zaključak iz te teorije sugerira da atomi emitiraju samo one spektralne linije koje mogu apsorbirati. Sličan je učinak bio i ranije poznat u optici, otkrio ga je znanstvenik Kirchhoff.

Rezultati Bohrovog rada

Sustav znanja o kvantnoj mehanici razvio je Bohr u suradnji sa svojim kolegama i studentima. Ipak, neki njegovi znanstvenici postavili su ozbiljna pitanja. Stoga se najvažnije načelo komplementarnosti, stvoreno 1927. godine, pokazalo da nije ništa manje kontroverzno od Borovih postulata. Fizika je kritikovala samog Einsteina. Međutim, za danskog znanstvenika takve su se kritike pokazale iznimno korisnima - priznao je da mu pitanja postavljaju nove ideje. Neka tumačenja i zaključci znanstvenika bili su pogrešni, ali u cjelini njegov pristup se ne može procijeniti. Osim kvantne teorije, postao je tvorac modela kapljica jezgre i teorije njezine podjele. Zajedno s Wheelerom razvio je teoriju o kvantitativnoj interpretaciji nuklearne fisije, stvarajući parametar za mjerenje tog procesa i predviđanje otkrića propadanja urana.

Utjecaj postulata na znanost

Unatoč činjenici da su mnoga mišljenja znanstvenika smatrana pretjerano pozitivističkom, imala su i imaju mnogo pristaša i sljedbenika. Borovo duboko znanje bilo je neprocjenjiv pozitivan doprinos znanosti, koja je postala temelj djelovanja mnogih sovjetskih znanstvenika. Osim toga, on je stvorio međunarodnu školu fizičara, u kojoj su se nalazili eminentni znanstvenici kao što su F. Bloch, H. Kazimir, V. Weisskopf, O. Klein, LD Landau, H. Kramer, U. Nishina, K. Meller. , L. Rosenfeld, A. Pice, J. Wheeler, S. Rosseland. Svjetsko priznanje izraženo je činjenicom da je Bor proglašen počasnim članom u dvadeset akademija znanosti širom svijeta.

Zanimljivosti o znanstveniku

Niels Bohr zaslužuje pažnju ne samo kao izvanrednog fizičara, već i kao vrlo izvorne osobe. Tako su njegovi gosti često bili iznenađeni što je visio preko vrata njegove kuće potkove za sreću. Znanstvenik sa sjajnom samoironijom izvijestio je da znakovi pomažu čak i onima koji ne vjeruju u njih. U ratnim godinama pokazao je nevjerojatnu domišljatost. Bojao se uzeti zlatnu nagradu, Nobelovu nagradu za medalju. Stoga ga je jednostavno rastopio u aqua regiji i ostavio rezultirajuće rješenje u kabinetu. Nakon povratka kući iz evakuacije, Niels Bohr je uklonio zlato i naredio majstoru da iz njega osjeti točnu kopiju prethodne medalje. Konačno, vrijedi spomenuti i oratorij fizike. U onim slučajevima kada je bilo potrebno sastaviti izvještaj za nekoliko ljudi, znanstvenik se dobro nosio. Ali ako bi bilo potrebno govoriti pred većom publikom, fizičar bi postao zbunjen i bilo je teško razumjeti njegovu poruku. Slava sjajnog predavača bila je otežana željom da se objasni što je još nepoznato drugima.