นีลส์ บอร์เป็นนักฟิสิกส์และบุคคลสาธารณะชาวเดนมาร์ก หนึ่งในผู้ก่อตั้งฟิสิกส์ยุคใหม่ เขาเป็นผู้ก่อตั้งและหัวหน้าสถาบันฟิสิกส์ทฤษฎีแห่งโคเปนเฮเกน ผู้ก่อตั้งโรงเรียนวิทยาศาสตร์โลก และยังเป็นสมาชิกต่างประเทศของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียต บทความนี้จะทบทวนเรื่องราวชีวิตของ Niels Bohr และความสำเร็จหลักของเขา
บุญ
นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก บอร์ นีลส์ ได้ก่อตั้งทฤษฎีของอะตอม ซึ่งมีพื้นฐานมาจากแบบจำลองดาวเคราะห์ของอะตอม แนวคิดควอนตัม และสมมุติฐานที่เขาเสนอเป็นการส่วนตัว นอกจากนี้ บอร์ยังเป็นที่จดจำสำหรับงานสำคัญของเขาเกี่ยวกับทฤษฎีนิวเคลียสของอะตอม ปฏิกิริยานิวเคลียร์และโลหะ เขาเป็นหนึ่งในผู้เข้าร่วมในการสร้างกลศาสตร์ควอนตัม นอกเหนือจากการพัฒนาในสาขาฟิสิกส์แล้ว Bohr ยังเป็นเจ้าของผลงานด้านปรัชญาและวิทยาศาสตร์ธรรมชาติจำนวนหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ต่อสู้กับภัยคุกคามปรมาณูอย่างแข็งขัน ในปี 1922 เขาได้รับรางวัลโนเบล
วัยเด็ก
นักวิทยาศาสตร์ในอนาคต Niels Bohr เกิดที่โคเปนเฮเกนเมื่อวันที่ 7 ตุลาคม พ.ศ. 2428 คริสเตียน พ่อของเขาเป็นศาสตราจารย์ด้านสรีรวิทยาที่มหาวิทยาลัยในท้องถิ่น และแม่ของเขา เอลเลน มาจากครอบครัวชาวยิวที่ร่ำรวย Niels มีน้องชายชื่อ Harald พ่อแม่พยายามทำให้วัยเด็กของลูกชายมีความสุขและมีเหตุการณ์สำคัญ เชิงบวกอิทธิพลของครอบครัวและโดยเฉพาะอย่างยิ่งมารดามีบทบาทสำคัญในการพัฒนาคุณสมบัติทางจิตวิญญาณของพวกเขา
การศึกษา
บอร์ได้รับการศึกษาระดับประถมศึกษาที่โรงเรียนกัมเมลโฮล์ม ในช่วงที่เรียนหนังสือ เขาชอบฟุตบอล และต่อมาก็เล่นสกีและแล่นเรือใบ เมื่ออายุ 23 ปี บอร์จบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน ซึ่งเขาได้รับการยกย่องว่าเป็นนักฟิสิกส์วิจัยที่มีพรสวรรค์เป็นพิเศษ สำหรับโครงการสำเร็จการศึกษาของเขาเกี่ยวกับการกำหนดแรงตึงผิวของน้ำโดยใช้การสั่นสะเทือนของเจ็ทน้ำ Niels ได้รับรางวัลเหรียญทองจาก Royal Danish Academy of Sciences หลังจากได้รับการศึกษาแล้ว Bor Niels นักฟิสิกส์ที่ต้องการยังคงทำงานที่มหาวิทยาลัย ที่นั่นเขาทำการศึกษาที่สำคัญจำนวนหนึ่ง หนึ่งในนั้นอุทิศให้กับทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์คลาสสิกของโลหะและเป็นพื้นฐานของวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของ Bohr
คิดนอกกรอบ
วันหนึ่ง ประธานสถาบัน Royal Academy เออร์เนสต์ รัทเธอร์ฟอร์ด ถูกเพื่อนร่วมงานจากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนมาขอความช่วยเหลือ ฝ่ายหลังตั้งใจจะให้เกรดต่ำสุดแก่นักเรียน เมื่อเขาคิดว่าเขาสมควรได้รับเกรด "ดีเยี่ยม" ทั้งสองฝ่ายในข้อพิพาทตกลงที่จะอาศัยความเห็นของบุคคลที่สามซึ่งเป็นอนุญาโตตุลาการบางคนซึ่งกลายเป็นรัทเทอร์ฟอร์ด จากคำถามในข้อสอบ นักเรียนต้องอธิบายวิธีใช้บารอมิเตอร์เพื่อกำหนดความสูงของอาคาร
นักเรียนตอบว่า ในการนี้ คุณต้องผูกบารอมิเตอร์กับเชือกยาว ปีนขึ้นไปบนหลังคาของอาคาร หย่อนลงไปที่พื้น และวัดความยาวของเชือกที่ลงไป ด้านหนึ่งคำตอบคือจริงแท้และครบถ้วนสมบูรณ์ แต่ในทางกลับกัน มีความเหมือนเพียงเล็กน้อยกับฟิสิกส์ จากนั้นรัทเทอร์ฟอร์ดแนะนำให้นักเรียนพยายามตอบอีกครั้ง เขาให้เวลาเขาหกนาที และเตือนว่าคำตอบควรแสดงให้เห็นถึงความเข้าใจกฎทางกายภาพ ห้านาทีต่อมา หลังจากได้ยินจากนักเรียนคนนั้นว่าเขากำลังเลือกวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุด รัทเธอร์ฟอร์ดขอให้เขาตอบก่อนกำหนด คราวนี้นักเรียนแนะนำให้พวกเขาขึ้นไปบนหลังคาด้วยบารอมิเตอร์ โยนมันทิ้ง วัดเวลาของการตก และใช้สูตรพิเศษหาความสูง คำตอบนี้ทำให้ครูพอใจ แต่เขาและรัทเธอร์ฟอร์ดไม่สามารถปฏิเสธตัวเองว่ามีความสุขในการฟังเวอร์ชันที่เหลือของนักเรียน
วิธีต่อไปคือการวัดความสูงของเงาของบารอมิเตอร์และความสูงของเงาของอาคาร จากนั้นจึงแก้ไขสัดส่วน รัทเทอร์ฟอร์ดชอบตัวเลือกนี้ และเขาขอให้นักเรียนเน้นวิธีการที่เหลืออย่างกระตือรือร้น จากนั้นนักเรียนก็เสนอทางเลือกที่ง่ายที่สุดให้เขา คุณแค่ต้องวางบารอมิเตอร์ไว้ที่ผนังของอาคารแล้วทำเครื่องหมาย จากนั้นจึงนับจำนวนเครื่องหมายและคูณด้วยความยาวของบารอมิเตอร์ นักเรียนเชื่อว่าคำตอบที่ชัดเจนไม่ควรมองข้าม
เพื่อไม่ให้ถูกมองว่าเป็นตัวตลกในสายตานักวิทยาศาสตร์ นักเรียนจึงเสนอทางเลือกที่ซับซ้อนที่สุด เมื่อผูกเชือกเข้ากับบารอมิเตอร์แล้ว คุณต้องเหวี่ยงมันที่ฐานของอาคารและบนหลังคาของมัน เพื่อวัดขนาดของแรงโน้มถ่วง จากความแตกต่างระหว่างข้อมูลที่ได้รับ คุณสามารถหาความสูงได้หากต้องการ นอกจากนี้ โดยการแกว่งลูกตุ้มบนเชือกจากหลังคาของอาคาร เราสามารถกำหนดความสูงจากช่วงเวลาของ precession
สุดท้าย นักเรียนคนหนึ่งเสนอให้หาผู้จัดการของอาคารและเพื่อแลกกับบารอมิเตอร์ที่ยอดเยี่ยมค้นหาความสูงจากเขา รัทเทอร์ฟอร์ดถามว่านักเรียนไม่ทราบวิธีแก้ปัญหาที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปหรือไม่ เขาไม่ได้ปิดบังสิ่งที่เขารู้ แต่ยอมรับว่าเขาเบื่อหน่ายกับการกำหนดวิธีคิดของเขาโดยครูเกี่ยวกับนักเรียน ในโรงเรียนและในวิทยาลัย และการปฏิเสธวิธีแก้ปัญหาที่ไม่ได้มาตรฐาน อย่างที่คุณอาจเดาได้ นักเรียนคนนั้นคือ Niels Bohr
ย้ายไปอังกฤษ
หลังจากทำงานที่มหาวิทยาลัยมาสามปี บอร์ก็ย้ายไปอังกฤษ ปีแรกเขาทำงานในเคมบริดจ์กับโจเซฟ ทอมสัน จากนั้นจึงย้ายไปเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดในแมนเชสเตอร์ ห้องทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ดในขณะนั้นถือเป็นห้องทดลองที่โดดเด่นที่สุด เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการทดลองซึ่งก่อให้เกิดการค้นพบแบบจำลองดาวเคราะห์ของอะตอม อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น นางแบบยังอยู่ในวัยทารก
การทดลองในการเคลื่อนตัวของอนุภาคแอลฟาผ่านแผ่นฟอยล์ทำให้รัทเทอร์ฟอร์ดตระหนักว่าใจกลางอะตอมมีนิวเคลียสที่มีประจุขนาดเล็ก ซึ่งคิดเป็นมวลอะตอมเกือบทั้งหมด และมีอิเล็กตรอนแสงอยู่รอบๆ มัน. เนื่องจากอะตอมเป็นกลางทางไฟฟ้า ผลรวมของประจุของอิเล็กตรอนจะต้องเท่ากับโมดูลัสของประจุของนิวเคลียส สรุปได้ว่าประจุของนิวเคลียสเป็นทวีคูณของประจุของอิเล็กตรอนซึ่งเป็นศูนย์กลางของการศึกษาครั้งนี้ แต่ก็ยังไม่ชัดเจน แต่มีการระบุไอโซโทปแทน – สารที่มีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกัน แต่มีมวลอะตอมต่างกัน
เลขอะตอมของธาตุ กฎการเคลื่อนที่
การทำงานในห้องปฏิบัติการของรัทเธอร์ฟอร์ด บอร์ตระหนักว่าคุณสมบัติทางเคมีขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอม นั่นคือ จากประจุของมัน ไม่ใช่มวล ซึ่งอธิบายการมีอยู่ของไอโซโทป นี่เป็นความสำเร็จครั้งสำคัญครั้งแรกของบอร์ในห้องปฏิบัติการนี้ เนื่องจากอนุภาคแอลฟาเกาะติดกับนิวเคลียสของฮีเลียมด้วยประจุ +2 ในระหว่างการสลายอัลฟา (อนุภาคจะหลุดออกจากนิวเคลียส) องค์ประกอบ "ลูก" ในตารางธาตุควรวางสองเซลล์ไว้ทางซ้ายมากกว่า " แม่” และในช่วงการสลายตัวของเบต้า (อิเล็กตรอนจะบินออกจากนิวเคลียส) - หนึ่งเซลล์ไปทางขวา นี่คือวิธีการสร้าง "กฎการกระจัดของกัมมันตภาพรังสี" นอกจากนี้ นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กยังได้ค้นพบที่สำคัญอีกหลายประการที่เกี่ยวข้องกับแบบจำลองอะตอม
รุ่น Rutherford-Bohr
แบบจำลองนี้เรียกอีกอย่างว่าดาวเคราะห์ เพราะในนั้นอิเล็กตรอนจะหมุนรอบนิวเคลียส เช่นเดียวกับดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ รุ่นนี้มีปัญหาหลายอย่าง ความจริงก็คืออะตอมในนั้นไม่เสถียรอย่างร้ายแรง และสูญเสียพลังงานในหนึ่งร้อยล้านวินาที ในความเป็นจริงสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้น ปัญหาที่เกิดขึ้นดูเหมือนจะไม่สามารถแก้ไขได้และต้องการแนวทางใหม่อย่างสิ้นเชิง นี่คือที่ที่นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Bor Niels ได้พิสูจน์ตัวเอง
Bohr เสนอว่า ตรงกันข้ามกับกฎของอิเล็กโทรไดนามิกส์และกลศาสตร์ มีวงโคจรในอะตอม ซึ่งเคลื่อนที่ไปตามที่อิเล็กตรอนไม่แผ่รังสี วงโคจรจะมีเสถียรภาพหากโมเมนตัมเชิงมุมของอิเล็กตรอนอยู่บนมันเท่ากับครึ่งหนึ่งของค่าคงที่พลังค์ การแผ่รังสีเกิดขึ้น แต่ในช่วงเวลาของการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนจากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงโคจรหนึ่งเท่านั้น พลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาในกรณีนี้ถูกดูดกลืนโดยควอนตัมการแผ่รังสี ควอนตัมดังกล่าวมีพลังงานเท่ากับผลคูณของความถี่การหมุนและค่าคงที่ของพลังค์ หรือความแตกต่างระหว่างค่าตั้งต้นกับพลังงานสุดท้ายของอิเล็กตรอน ดังนั้น Bohr จึงรวมงานของ Rutherford และแนวคิดของ Quanta ซึ่ง Max Planck เสนอในปี 1900 สหภาพดังกล่าวขัดแย้งกับบทบัญญัติทั้งหมดของทฤษฎีดั้งเดิมและในขณะเดียวกันก็ไม่ได้ปฏิเสธอย่างสมบูรณ์ อิเล็กตรอนถือเป็นจุดวัสดุที่เคลื่อนที่ตามกฎคลาสสิกของกลศาสตร์ แต่เฉพาะวงโคจรที่เป็นไปตาม "เงื่อนไขเชิงปริมาณ" เท่านั้นที่ "อนุญาต" ในวงโคจรดังกล่าว พลังงานของอิเล็กตรอนจะแปรผกผันกับกำลังสองของเลขวงโคจร
มาจาก "กฎความถี่"
บนพื้นฐานของ "กฎของความถี่" บอร์สรุปว่าความถี่ของการแผ่รังสีเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างระหว่างกำลังสองผกผันของจำนวนเต็ม ก่อนหน้านี้ รูปแบบนี้กำหนดขึ้นโดยนักสเปกโตรสโคป แต่ไม่พบคำอธิบายเชิงทฤษฎี ทฤษฎีของ Niels Bohr ทำให้สามารถอธิบายสเปกตรัมของไฮโดรเจนไม่เพียง (อะตอมที่ง่ายที่สุด) แต่ยังรวมถึงฮีเลียมรวมถึงไอออนไนซ์ด้วย นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นถึงอิทธิพลของการเคลื่อนที่ของนิวเคลียสและทำนายว่าเปลือกอิเล็กตรอนจะถูกเติมเข้าไปอย่างไร ซึ่งทำให้สามารถเปิดเผยลักษณะทางกายภาพของความเป็นคาบของธาตุในระบบเมนเดเลเยฟได้ สำหรับการพัฒนาเหล่านี้ บอร์ได้รับรางวัลโนเบลในปี 1922
สถาบันบอร์
หลังจากทำงานของ Rutherford เสร็จแล้ว Bohr Niels นักฟิสิกส์ที่เป็นที่รู้จักอยู่แล้วก็กลับบ้านเกิดของเขา ซึ่งเขาได้รับเชิญในปี 1916 ให้เป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน อีกสองปีต่อมาเขากลายเป็นสมาชิกของ Royal Danish Society (ในปี 1939 นักวิทยาศาสตร์เป็นหัวหน้า)
ในปี 1920 บอร์ก่อตั้งสถาบันเพื่อทฤษฎีฟิสิกส์และกลายเป็นผู้นำ เจ้าหน้าที่ของโคเปนเฮเกนตระหนักถึงคุณธรรมของนักฟิสิกส์ได้จัดเตรียมอาคาร "Brewer's House" อันเก่าแก่ให้กับสถาบัน สถาบันตอบสนองความคาดหวังทั้งหมด โดยมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาฟิสิกส์ควอนตัม เป็นที่น่าสังเกตว่าคุณสมบัติส่วนตัวของบอร์มีบทบาทชี้ขาดในเรื่องนี้ เขาห้อมล้อมตัวเองด้วยพนักงานและนักเรียนที่มีความสามารถ ขอบเขตที่มักมองไม่เห็น Bohr's Institute เป็นสถาบันระดับนานาชาติ ผู้คนพยายามจะตกอยู่ในนั้นจากทุกที่ ในบรรดาบุคคลที่มีชื่อเสียงของโรงเรียน Bohr ได้แก่ F. Bloch, W. Weisskopf, H. Casimir, O. Bora, L. Landau, J. Wheeler และอื่น ๆ อีกมากมาย
นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Werne Heisenberg ไปเยี่ยม Bohr มากกว่าหนึ่งครั้ง ในช่วงเวลาที่มีการสร้าง “หลักการความไม่แน่นอน” เออร์วิน ชโรดิงเงอร์ ซึ่งเป็นผู้สนับสนุนมุมมองของคลื่นล้วนๆ ได้หารือกับบอร์ รากฐานของฟิสิกส์ใหม่เชิงคุณภาพแห่งศตวรรษที่ 20 เกิดขึ้นที่ Brewer's House เดิม หนึ่งในบุคคลสำคัญคือ Niels Bohr
แบบจำลองอะตอมที่นักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์กเสนอและ Rutherford ที่ปรึกษาของเขานั้นไม่สอดคล้องกัน เป็นการรวมสมมติฐานของทฤษฎีคลาสสิกและสมมติฐานที่ขัดแย้งกันอย่างชัดเจน เพื่อขจัดความขัดแย้งเหล่านี้ จำเป็นต้องแก้ไขบทบัญญัติหลักของทฤษฎีอย่างสิ้นเชิง ข้อดีโดยตรงของบอร์ อำนาจของเขาในแวดวงวิทยาศาสตร์ และอิทธิพลส่วนบุคคลเพียงอย่างเดียวมีบทบาทสำคัญในทิศทางนี้ ผลงานของ Niels Bohr แสดงให้เห็นว่าการได้ภาพจริงของ microworld วิธีการที่ประสบความสำเร็จสำหรับ "โลกของสิ่งที่ยิ่งใหญ่" นั้นไม่เหมาะสมและกลายเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งแนวทางนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำแนวคิดเช่น "ผลกระทบของขั้นตอนการวัดที่ไม่สามารถควบคุมได้" และ "ปริมาณเพิ่มเติม"
ทฤษฎีควอนตัมโคเปนเฮเกน
การตีความความน่าจะเป็นของทฤษฎีควอนตัม (หรือที่รู้จักในชื่อโคเปนเฮเกน) เช่นเดียวกับการศึกษา "ความขัดแย้ง" หลายๆ อย่าง มีความเกี่ยวข้องกับชื่อของนักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก การสนทนาของ Bohr กับ Albert Einstein มีบทบาทสำคัญในที่นี้ ซึ่งไม่ชอบฟิสิกส์ควอนตัมของ Bohr ในการตีความความน่าจะเป็น "หลักการโต้ตอบ" ซึ่งกำหนดโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเดนมาร์ก มีบทบาทสำคัญในการทำความเข้าใจรูปแบบของพิภพเล็กและปฏิสัมพันธ์กับฟิสิกส์คลาสสิก (ไม่ใช่ควอนตัม)
รูปแบบนิวเคลียร์
เมื่อเริ่มศึกษาฟิสิกส์นิวเคลียร์ภายใต้การปกครองของรัทเทอร์ฟอร์ด บอร์ก็ให้ความสนใจกับหัวข้อนิวเคลียร์เป็นอย่างมาก ในปีพ.ศ. 2479 เขาได้เสนอทฤษฎีของนิวเคลียสผสม ซึ่งในไม่ช้าก็ทำให้เกิดแบบจำลองการตก ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการศึกษาการแยกตัวของนิวเคลียส โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บอร์ทำนายการแตกตัวที่เกิดขึ้นเองของนิวเคลียสยูเรเนียม
เมื่อพวกนาซีจับเดนมาร์ก นักวิทยาศาสตร์ก็ถูกลักพาตัวไปอังกฤษ แล้วไปอเมริกา ที่ซึ่งเขาร่วมกับโอเกะ ลูกชายของเขาทำงานในโครงการแมนฮัตตันในลอสอาลามอส ในช่วงหลังสงคราม บอร์อุทิศเวลาอย่างมากให้กับคำถามเกี่ยวกับการควบคุมอาวุธนิวเคลียร์และการใช้อะตอมอย่างสันติ เขามีส่วนร่วมในการสร้างศูนย์วิจัยนิวเคลียร์ในยุโรปและแม้กระทั่งเปลี่ยนความคิดของเขาไปที่สหประชาชาติ จากข้อเท็จจริงที่ว่าบอร์ไม่ปฏิเสธที่จะหารือเกี่ยวกับบางแง่มุมของ "โครงการนิวเคลียร์" กับนักฟิสิกส์โซเวียต เขาถือว่ามันอันตรายผูกขาดครอบครองอาวุธนิวเคลียร์
ความรู้ด้านอื่นๆ
นอกจากนี้ Niels Bohr ซึ่งชีวประวัติกำลังจะจบลง ก็สนใจประเด็นที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์ โดยเฉพาะชีววิทยา เขาสนใจปรัชญาของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติด้วย
นักวิทยาศาสตร์เดนมาร์กดีเด่นเสียชีวิตด้วยอาการหัวใจวายเมื่อวันที่ 18 ตุลาคม 2505 ที่โคเปนเฮเกน
สรุป
นีลส์ บอร์ ผู้ซึ่งการค้นพบได้เปลี่ยนฟิสิกส์อย่างแน่นอน มีความสุขกับอำนาจทางวิทยาศาสตร์และศีลธรรมที่ยอดเยี่ยม การสื่อสารกับเขาแม้จะหายวับไปอย่างรวดเร็วทำให้คู่สนทนาประทับใจไม่รู้ลืม คำพูดและการเขียนของบอร์แสดงให้เห็นว่าเขาเลือกคำพูดอย่างระมัดระวังเพื่อแสดงความคิดของเขาอย่างถูกต้องที่สุด นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย Vitaly Ginzburg เรียกว่า Bohr ละเอียดอ่อนและฉลาดอย่างไม่น่าเชื่อ
