Нильс Бор

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Нильс Бор - ученый и человек 4

2. От великих открытий конца XIX века к теории атома Бора 5

3. Развитие учения о спектрах 10

4. Теория атома Бора 16

5. Заключение 27

Литература 28

- 3 -

Введение

Вот Бор всем известный...

А вот дополнительный закон,

Который был Бором провозглашен,

Который описывает с двух сторон

Как электрон, так и протон

Атома,

Который построил Бор.

А вот электронные уровни

Атома,

Который построил Бор.

Которые спектр характерный дают

На них перескакивают электроны,

Атома

Который построил Бор.

А вот ядро

Атома,

Который построил Бор,

Которое видит он как каплю,

Которая находится точно в центре

Атома,

Который построил Бор.

Стихи Р.Е. Пайерлса в честь семидесятой годовщины со дня рождения Нильса Бора.

В своем выступлении на вечере памяти Нильса Бора в Политехническом музее в Москве 16 декабря 1962 года академик И. Е. Тамм сказал: "Бор не толь-ко был основателем квантовой теории, которая открыла человечеству путь к по-знанию нового мира - мира атомов и элементарных частиц - и тем самым про-ложила путь в атомный век и позволила овладеть атомной энергией. Труды Бо-ра наряду с работами Эйнштейна оказали решающее влияние не только на фи-зику нашего века, но и на современное научное мировоззрение в целом".

Одной из главных научных работ Нильса Бора является его статья "О строении атомов и молекул", три части которой вышли в июле, сентябре и но-ябре 1913 года. В ней Бор рассматривал модель атома Резерфорда с использо-ванием кванта действия Планка. Получившая, в последствии, название мо-дель атома Резерфорда-Бора объясняла многие физические явления и стала ос-новой квантовой теории. Истории создания этой модели атома и посвящен этот реферат.

- 4 -

1. НИЛЬС БОР УЧЕНЫЙ И ЧЕЛОВЕК.

Нильс Бор родился 7 октября 1885 г. в Копенгагене. Отец Нильса Бора, профессор Христиан Бор был известным физиологом. В 1903 г. Нильс посту-пает в Копенгагенский университет. В 1907 г. ему присуждается золотая ме-даль Королевской Датской академии за экспериментальное исследование по-верхностного натяжения жидкостей. В 1909 г. Бор получает степень магистра наук, а затем в феврале 1911 г. - докторскую степень.

В сентябре того же года бор получает стипендию Карлсбергского фонда для стажировки за границей у Дж. Дж. Томсона в Кавендишской лаборатории.

В марте 1912 г. он переезжает к Резерфорду в Манчестер. В лаборатории Резерфорда он столкнулся с трудностями теории атома того времени: устойчи-вость планетарного атома не совместима с законами классической электроди-намики и механики. Исходя из теории квантования энергии, Бор создает свою теорию.

1918 г. - Бор дает общую формулировку принципа соответствия.

1921 г. - открытие института Бора.

1927 г. - формулировка принципа дополнительности.

1933 г. - приход к власти Гитлера, создание Бором Датского комитета по-мощи немецким изгнанникам-антифашистам.

1934 г. - первая поездка в Советский Союз.

1937 г. - работа Бора - Калькара о превращении атомных ядер.

1944 г.- работа в Лос-Аламосе. Бор предвидит будущую политику атомно-го шантажа, встречи с Рузвельтом и Черчиллем, борьба за международный контроль над ядерным оружием.

1950 - Бор пишет "Открытое Письмо" ООН с программой борьбы за мир.

Нильс Бор был не только видный ученый, но и ярый борец за мир, за не-военное использование ядерной энергии. Смерть Бора 18 ноября 1962 года - это потеря человечеством не только замечательного ученого, но и великого человека.

- 5 -

2. ОТ ВЕЛИКИХ ОТКРЫТИЙ КОНЦА XIX ВЕКА К ТЕОРИИ АТОМА.

История создания теории Бора не ограничивается тем кратким промежут-ком с 1912 года, когда он познакомился с Резерфордом и результата ми его ис-следований. Исследования которые привели Бора к его квантовой теории ато-ма начались гораздо раньше с исследований оптических спектров и других яв-лений, связанных со строением вещества.

В конце XIX в. были открыты рентгеновские лучи (1895 – Вильгельм Конрад Рентген, впоследствии первый лауреат Нобелевской премии по физи-ке), радиоактивность (1896 - Анри Беккерель), электрон (1897 - Томсон).

Рентген к своему открытию пришел в результате систематических поис-ков излучения, которое было бы способно проникать сквозь вещества, непро-зрачные для обычного света.

Рентген работал с разрядной трубкой, в которой был достигнут довольно высокий вакуум. Для обнаружения излучения он пользовался флуоресцирую-щим экраном, покрытым платиносинеродистым барием. При излучении доста-точно коротких волн он наблюдал свечение экрана, которое продолжалось и в том случае, когда разрядная трубка полностью закрывалась бумагой. В своем первом сообщении от 28 декабря 1895 года Рентген писал, что при достаточ-ном затемнении флуоресценция заметна еще на расстоянии двух метров от трубки и что причины флуоресценции исходят именно от разрядной трубки, а не от какого-нибудь места проводника.

Опыты показали, что свечение вызывается особыми лучами, названые Рентгеном Х - лучами, которые проходят через бумагу, дерево, картон. Рентген обнаружил также, что эти лучи действуют на фотографическую пла-стинку, вызывая ее почернение. При возрастании плотности тел уменьшается их прозрачность в отношении рентгеновских лучей. Прозрачность мала у эле-ментов с большим атомным весом.

Попытки Рентгена получить отражение и преломление рентгеновских лучей не увенчались успехом. Также не увенчались успехом первые попытки его и других исследователей обнаружить интерференцию, дифракцию и поля-ризацию рентгеновских лучей. Опыты Рентгена по отклонению лучей в маг-нитном поле привели к отрицательному результату. Возникла проблема како-ва же природа рентгеновских лучей?

В 1899 г. Хага и Винд, а затем в 1909 г. Вальтер и Поль пытались опре-делить длину волны этих лучей по дифракции на очень узкой щели. Они фо-тографировали рентгеновскими лучами узкую клиновидную щель. Хотя ширина щель измерялась всего несколькими микронами, расширения изобра-жения щели, которое указывало бы на дифракцию щели, достоверно обнару-жить не удалось.

- 6 -

В феврале 1912 года П. Эвальд обратился к Лауэ с вопросом, о поведении световых волн в пространственной решетке из поляризующихся атомов. При обсуждении Лауэ пришла мысль, что если атомы образуют пространственные решетки, то должны наблюдаться явления интерференции, подобные световой интерференции.

В феврале 1912 г. два ученика Рентгена Фридрих и Книппинг, по пред-ложению Лауэ поставили опыт по дифракции рентгеновских лучей на кри-сталлической решетке. Опыт состоял в следующем. При помощи ряда свин-цовых диафрагм выделяли узкий пучок рентгеновских лучей. Этот пучок падал на тонкий кристалл цинковой обманки. Пройдя сквозь кристалл, рентгенов-ские лучи попадали на фотопластинку. Пластинка была поставлена перпенди-кулярно начальному направлению лучей. После проявления на пластинке по-лучалось интенсивное центральное пятно и ряд правильно расположенных пятнышек. Было наглядно доказано, что кристаллы являются подходящей ди-фракционной решеткой для рентгеновских лучей.

Это открытие позволило исследовать с большей точностью спектры рентгеновских лучей, что сыграло важную роль в создании теории Бора. Макс Лауэ разработал простую математическую теорию, которая позволила сравнить длину волны рентгеновских лучей с постоянной решетки кристалла. Абсо-лютная величина длинны волны, в теории Лауэ, не определялась. У.Г. Брэгг и У.Л. Брэгг и одновременно с ними Г.В. Вульф дали объяснения диаграммам Лауэ и разработали метод абсолютного измерения длины волны рентгенов-ских лучей. Основная мысль принадлежала Брэггу - сыну. Брэгги стали ис-следовать не прохождение рентгеновских лучей через кристаллическую пла-стинку, а отражение их от поверхности пластинки. Бор писал, что самой важ-ной новой информацией на Сольвеевском конгрессе в 1913 году была инфор-мация об открытии дифракции рентгеновских лучей в кристаллах, сделанном Лауэ в 1912 году.

Опыты Рентгена привлекли к себе внимание Анри Беккереля, много зани-мавшегося