Нильс оле божок биография. Датский физик Бор Нильс: биография, открытия

⁰

Нильс Бор краткая биография датского физика, одного из влиятельных физиков ХХ века, основателя современной ядерной физики изложена в этой статье.

Нильс Бор — один из создателей современной физики

Нильс Бор краткая биография

Будущий ученый появился на свет 7 октября 1885 года в Копенгагене в семье профессора физиологии. В семье было 6 детей.

Сначала он обучался в Гаммельхольмской школе, преуспевая по всем предметам. Единственное, что ему давалось с трудом, так это сочинение.

В 1903 году он стал студентом университета в Копенгагене, изучая физику, астрономию, математику и химию.

В 21 год Бор написал первую научную работу, доклад под названием «Определение поверхностного натяжения воды методом колебания струи». За эту работу в 1906 году он получил золотую медаль Датского королевского общества. А через год учеба в университете закончилась.

В 1908-1911 пишет магистерскую диссертацию, посвятив ее тепло- и электропроводности металлов, а также их магнитным и электрическим свойствам. Успешно ее защитив, Нильс принимается за написание докторской диссертации на тему «Анализ электронной теории металлов».

Защита докторского проекта прошла 13 мая 1911 года, и благодаря ей он получил стипендию от фонда Карлсберга для стажировки в Кембридже под руководством физика Томсона. Но их работа не заладилась, так как Бор имел абсолютно иные представления об атомах, нежели Томсон.

Поэтому Нильс переезжает в 1912 году в Манчестер, дабы сотрудничать с , который в 1911 году открыл ядро в атоме. Бор в 1913 году предлагает свою модель атома. За основу он брал планетарную атомную модель, которую предложил Резерфорд. Исследуя атомы и записывая об этом постулаты, он первым заприметил интересную вещь.

Согласно одному из постулатов Нильса Бора электроны движутся по стационарным орбитам, а энергия излучается только в том случае, когда осуществляется переход электрона с одной орбиты на другую. Также он объединил созданную Резерфордом модель с планковской идеей квантов. Таким образом, Бор заложил фундамент квантовой теории строения атомов.

Возвратившись домой, Нильс продолжает преподавать в университете. В 1913 году он публикует статью под названием «О строении атомов и молекул». Спустя год получает приглашение на чтение лекций по математической физике в Манчестерском университете.

В 1916 году возглавляет в Копенгагенском университете кафедру теоретической физики. При содействии ученого было открыто Институт теоретической физики, а в 1917 году его принимают в датское королевское общество.

В 1922 году ученый становится лауреатом Нобелевской премии «за заслуги в изучении строения атома». Спустя 5 лет Бор сформулировал важнейший принцип квантовой механики – это принцип дополнительности.

В 1930 году Бог переориентируется в сфере своих исследований. Теперь он занялся ядерной физикой, преобразовав институт, в котором работал, на данную тематику. В 1936 году ученый описывает процессы протекания ядерных реакций. Датское королевское общество в 1939 году избрало его своим президентом.

Как только в Германии к власти пришли нацисты, Бор начал помогать германским ученым, перебравшимся в Копенгаген. Он выступал против нацизма. Ученый Нильс Бор называл его заболеванием, от которого нужно поскорее избавиться. Даже когда ему предложили участвовать в атомном проекте в сотрудничестве с нацистами за огромные деньги, тот наотрез отказался. Бор переехал в США, где он начал работу над созданием атомной бомбы. Но в 1944 году ученый понял настолько это опасное изобретение и начал выступать с призывами запретить атомное оружие и установить над ним международный контроль.

Почему у сына и внука нобелевских лауреатов нет шансов на премию, измерял ли Нильс Бор высоту здания барометром на самом деле, играл ли он за сборную Дании по футболу и какой российский нобелиат может сказать ему спасибо за свою премию, читайте в рубрике «Как получить Нобелевку».

Как-то товарищ автора статьи по учебе, ставший известным физиком-гидродинамиком, рассказывал о своем коллеге: «Знаешь, Томас мне как-то пожаловался, что уже то, что его отцу дали Нобелевскую премию , практически ставит крест на его собственных шансах на Нобелевку. А уж то, что в семье есть знаменитый дед, делает эти шансы строго нулевыми». И действительно, и отец, и дед Томаса Бора стали нобелевскими лауреатами. А ведь, как мы знаем теперь, и прадед его номинировался на Нобелевскую премию по физиологии или медицине. Так что, если бы судьбе было угодно, в семье Боров было бы четыре поколения нобелевских лауреатов. Сегодня наша рубрика дошла до первого из увенчанных Боров.

Нильс Хендрик Давид Бор

Нобелевская премия по физике 1922 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За заслуги в исследовании строения атомов и испускаемого ими излучения».

Нильс Бор родился в семье очень талантливого ученого Христиана Харальда Лаурица Петера Эмиля Бора - крупного физиолога и специалиста по химии дыхания. Христиан открыл так называемый эффект Бора, суть которого заключается в том, что кривая насыщения крови гемоглобином зависит от кислотности крови. За свои исследования отец Нильса трижды номинировался на Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Нужно сказать, что семья Боров вообще была исключительно талантлива и одарена во всем. Взять хотя бы брата Нильса, Харальда. Он не только стал математиком, но и был очень сильным датским футболистом. Впрочем, Нильс в юности тоже был приличным вратарем: в одно время Харальд и Нильс оба играли за датский футбольный клуб Akademisk Boldklub Gladsaxe (этот профессиональный футбольный клуб и поныне выступает во втором дивизионе Датской футбольной лиги). А вот байка о том, что будущий нобелиат играл за сборную Данию по футболу - неправда. Не играл, в отличие от Харальда, который с датской командой на олимпиаде 1908 года в Лондоне дошел до полуфинала.

Нильс Бор был неординарным ребенком. Уже в школе он активно интересовался физикой, математикой и философией: гости и друзья отца были соответствующие. Например, известный датский философ Харальд Геффтинг или специалист по скандинавско-славянским связям, лингвист Вильгельм Томсен.

В 1903 году он поступил в Копенгагенский университет, и первая же его крупная исследовательская работа по измерению поверхностного натяжения воды по колебанию водной струи удостоилась Золотой медали Датской королевской академии наук (1905). Это была чисто теоретическая работа, но в последующие два года Бор оккупировал физиологическую лабораторию отца и дополнил работу экспериментальной частью.

Пользуясь случаем, хочется развеять давно гуляющую по Интернету байку о том, как студент-Бор поставил на место профессора физики в университете (видимо, Кристиана Кристиансена, в 1884 году подтвердившего закон Стефана-Больцмана – в те годы он был единственным профессором физики), и как его поддержал Резерфорд , к которому Бор со своим профессором обратились в качестве третейского судьи.

В истории рассказывается, как студент Бор отказывался решать «скучную» физическую задачу о том, как измерить высоту башни при помощи барометра стандартным методом (измерить давление у подножия и на вершине), а предлагал другие, «издевательские» - бросить барометр с башни и замерить время падения, измерить тень, отбрасываемую барометром и тень, отбрасываемую башней, и сам барометр – и по пропорции узнать высоту башни, и даже обменять барометр на информацию о высоте башни у смотрителя здания.

Доверимся словам самого Бора – он в 1953 году опубликовал статью памяти друга: «Впервые мне посчастливилось видеть и слышать Резерфорда осенью 1911 г., когда, закончив университет в Копенгагене, я работал в Кэмбридже у Дж. Дж. Томсона , а Резерфорд приехал из Манчестера, чтобы выступить на ежегодном Кавендишском обеде». При этом даже тогда Бор с Резерфордом не познакомились, а «дружить семьями» они начали двумя годами позже.

В 1910 году Бор стал магистром. Одновременно с получением последней «учебной» степени, в жизни будущего нобелиата случилось и еще одно важное событие: он познакомился с Маргрет Норлунд, сестрой математика Нильса Норлунда. В 1912 году они зарегистрируют свой брак.

Нильс Бор и Маргрет Норлунд во время помолвки

Общественное достояние

В 1911 году Бор защитил докторскую диссертацию – и снова блестяще, и снова его работа представляла самостоятельный и очень сильный труд, на сей раз – по электронной теории металлов. Попутно он доказал теорему статистической механики, из которой следовало, что суммарный магнитный момент любой совокупности электрических зарядов, которые движутся в электрическом поле по законам классической механики, равен нулю (в 1919 году эту теорему независимо от Бора докажет датская же женщина физик, Хендрика Йоханна ван Левен, и теорема получит название теоремы Бора – ван Левен).

Из теоремы Бора-ван Левен следовал один важный вывод: в рамках классической физики объяснить магнитные свойства металлов не получится. Так что диссертация Бора стала первым шагом великого физика к «квантовому откровению».

В том же 1911 году Бор получает стипендию в 2500 крон для стажировки за границей. И, естественно, едет в столицу мировой физики – Великобританию, в Кавендишскую лабораторию . Работать под руководством учителя и воспитателя многих нобелевских лауреатов, сэра Джозефа Джона Томсона. И получает жестокий удар – приехав, молодой ученый «с колес» находит ошибку в вычислениях своего наставника, сообщает ему и…

«Я был разочарован, Томсона не заинтересовало то, что его вычисления оказались неверными. В этом была и моя вина. Я недостаточно хорошо знал английский и потому не мог объясниться… Томсон был гением, который, на самом деле, указал путь всем… В целом, работать в Кембридже было очень интересно, но это было абсолютно бесполезным занятием», - так пишет Бор о своем начальнике.

Ученому стало ясно, что сейчас самое интересное происходит в Манчестере, где творит другой ученик Томсона – Резерфорд. Нужно сказать, что за два года до приезда Бора в Англию Резерфорд, уже нобелевский лауреат, делает свое знаменитое открытие – строение ядра атома. В лаборатории только о том и говорили: какие последствия для физики повлечет за собой это открытие.

Собственно, первые последствия случились уже в том же, знаковом для Бора, 1911 году: Резерфорд опубликовал статью о своей планетарной модели атома, согласно которой вокруг крошечного ядра, подобно планетам вокруг Солнца, вращались электроны. Но поскольку ядро в модели Резерфорда заряжено положительно, а электроны – отрицательно, то возникал вопрос: как электроны не падают на него. По всем правилам классической механики и законам электромагнитного взаимодействия должно было происходить именно так.

Работа у Резерфорда в Манчестере заставила Бора работать над разрешением сложившегося противоречия. Вообще, наставничество «Крокодила» (так прозвали новозеландца физики) стало для Бора очень важным толчком к развитию. Впоследствии Бор даже писал, что Резерфорд стал для него вторым отцом.

Поработав с Резерфордом, Бор вернулся в Копенгаген – преподавать в университете и жениться. Во время свадебного путешествия молодая семья заехала в гости к Резерфордам, и с тех пор научное сотрудничество дополнилось семейной дружбой.

Свою гениальную догадку Бор сделал в 1913 году, когда познакомился с формулой Бальмера, описывающей серию спектральных линий атома водорода. Бор понял: существуют орбиты, на которых электроны не теряют энергию. И таких орбит строго определенное количество, переходя с орбиты на орбиту электрон излучает или поглощает энергию, равную разнице энергий орбит, то есть – квантованно.

В 1913 году увидели свет три части статьи Бора «О строении атомов и молекул», которые описывали объединенную квантовую модель атома Бора-Резерфорда. Что любопытно – статья вышла в философском журнале, Philosophical Magazine. С той поры и началось триумфальное шествие Бора по миру физики. Достаточно вспомнить две цитаты о его теории, ставшие классическими.

«Я считаю первоначальную квантовую теорию спектров, выдвинутую Бором, одной из самых революционных из всех когда-либо созданных в науке; и я не знаю другой теории, которая имела бы больший успех»

Эрнест Резерфорд

Нобелевский лауреат по физике 1908 года, учитель и соавтор Нильса Бора

«Все мои попытки приспособить теоретические основы физики к этим результатам [то есть следствиям закона Планка для излучения черного тела] потерпели полную неудачу. Это было так, точно из-под ног ушла земля и нигде не было видно твердой почвы, на которой можно было бы строить. Мне всегда казалось чудом, что этой колеблющейся и полной противоречий основы оказалось достаточным, чтобы позволить Бору - человеку с гениальной интуицией и тонким чутьем - найти главные законы спектральных линий и электронных оболочек атомов, включая их значение для химии. Это мне кажется чудом и теперь. Это наивысшая музыкальность в области мысли».

Их дом был центром весьма оживленных дискуссий по животрепещущим научным и философским вопросам, и на протяжении всей своей жизни Б. размышлял над философскими выводами из своей работы. Он учился в Гаммельхольмской грамматической школе в Копенгагене и окончил ее в 1903 г. Б. и его брат Гаральд, который стал известным математиком, в школьные годы были заядлыми футболистами; позднее Нильс увлекался катанием на лыжах и парусным спортом.

Когда Б. был студентом-физиком Копенгагенского университета, где он стал бакалавром в 1907 г., его признавали необычайно способным исследователем. Его дипломный проект, в котором он определял поверхностное натяжение воды по вибрации водяной струи, принес ему золотую медаль Датской королевской академии наук. Степень магистра он получил в Копенгагенском университете в 1909 г. Его докторская диссертация по теории электронов в металлах считалась мастерским теоретическим исследованием. Среди прочего в ней вскрывалась неспособность классической электродинамики объяснить магнитные явления в металлах. Это исследование помогло Бору понять на ранней стадии своей научной деятельности, что классическая теория не может полностью описать поведение электронов.

Получив докторскую степень в 1911 г., Б. отправился в Кембриджский университет, в Англию, чтобы работать с Дж.Дж. Томсоном, который открыл электрон в 1897 г. Правда, к тому времени Томсон начал заниматься уже другими темами, и он выказал мало интереса к диссертации Б. и содержащимся там выводам. Но Б. тем временем заинтересовался работой Эрнеста Резерфорда в Манчестерском университете. Резерфорд со своими коллегами изучал вопросы радиоактивности элементов и строения атома. Б. переехал в Манчестер на несколько месяцев в начале 1912 г. и энергично окунулся в эти исследования. Он вывел много следствий из ядерной модели атома, предложенной Резерфордом, которая не получила еще широкого признания. В дискуссиях с Резерфордом и другими учеными Б. отрабатывал идеи, которые привели его к созданию своей собственной модели строения атома.

Летом 1912 г. Б. вернулся в Копенгаген и стал ассистент-профессором Копенгагенского университета. В этом же году он женился на Маргрет Норлунд. У них было шесть сыновей, один из которых, Oгe Бор, также стал известным физиком.

В течение следующих двух лет Б. продолжал работать над проблемами, возникающими в связи с ядерной моделью атома. Резерфорд предположил в 1911 г., что атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого по орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. Эта модель основывалась на представлениях, находивших опытное подтверждение в физике твердого тела, но приводила к одному трудноразрешимому парадоксу. Согласно классической электродинамике, вращающийся по орбите электрон должен постоянно терять энергию, отдавая ее в виде света или другой формы электромагнитного излучения. По мере того как его энергия теряется, электрон должен приближаться по спирали к ядру и в конце концов упасть на него, что привело бы к разрушению атома. На самом же деле атомы весьма стабильны, и, следовательно, здесь образуется брешь в классической теории. Бор испытывал особый интерес к этому очевидному парадоксу классической физики, поскольку все слишком напоминало те трудности, с которыми он столкнулся при работе над диссертацией. Возможное решение этого парадокса, как полагал он, могло лежать в квантовой теории.

В 1900 г. Макс Планк выдвинул предположение, что электромагнитное излучение, испускаемое горячим веществом, идет не сплошным потоком, а вполне определенными дискретными порциями энергии. Назвав в 1905 г. эти единицы квантами, Альберт Эйнштейн распространил данную теорию на электронную эмиссию, возникающую при поглощении света некоторыми металлами (фотоэлектрический эффект). Применяя новую квантовую теорию к проблеме строения атома, Б. предположил, что электроны обладают некоторыми разрешенными устойчивыми орбитами, на которых они не излучают энергию. Только в случае, когда электрон переходит с одной орбиты на другую, он приобретает или теряет энергию, причем величина, на которую изменяется энергия, точно равна энергетической разности между двумя орбитами. Идея, что частицы могут обладать лишь определенными орбитами, была революционной, поскольку, согласно классической теории, их орбиты могли располагаться на любом расстоянии от ядра, подобно тому как планеты могли бы в принципе вращаться по любым орбитам вокруг Солнца.

Хотя модель Бора казалась странной и немного мистической, она позволяла решить проблемы, давно озадачивавшие физиков. В частности, она давала ключ к разделению спектров элементов. Когда свет от светящегося элемента (например, нагретого газа, состоящего из атомов водорода) проходит через призму, он дает не непрерывный включающий все цвета спектр, а последовательность дискретных ярких линий, разделенных более широкими темными областями. Согласно теории Б., каждая яркая цветная линия (т.е. каждая отдельная длина волны) соответствует свету, излучаемому электронами, когда они переходят с одной разрешенной орбиты на другую орбиту с более низкой энергией. Б. вывел формулу для частот линий в спектре водорода, в которой содержалась постоянная Планка. Частота, умноженная на постоянную Планка, равна разности энергий между начальной и конечной орбитами, между которыми совершают переход электроны. Теория Б., опубликованная в 1913 г., принесла ему известность; его модель атома стала известна как атом Бора.

Немедленно оценив важность работы Б., Резерфорд предложил ему ставку лектора в Манчестерском университете – пост, который Бор занимал с 1914 по 1916 г. В 1916 г. он занял пост профессора, созданный для него в Копенгагенском университете, где он продолжал работать над строением атома. В 1920 г. он основал Институт теоретической физики в Копенгагене; за исключением периода второй мировой войны, когда Б. не было в Дании, он руководил этим институтом до конца своей жизни. Под его руководством институт сыграл ведущую роль в развитии квантовой механики (математическое описание волновых и корпускулярных аспектов материи и энергии). В течение 20-х гг. боровская модель атома была заменена более сложной квантово-механической моделью, основанной главным образом на исследованиях его студентов и коллег. Тем не менее атом Бора сыграл существенную роль моста между миром атомной структуры и миром квантовой теории.

Лучшие дня

Б. был награжден в 1922 г. Нобелевской премией по физике «за заслуги в исследовании строения атомов и испускаемого ими излучения». При презентации лауреата Сванте Аррениус, член Шведской королевской академии наук, отметил, что открытия Б. «подвели его к теоретическим идеям, которые существенно отличаются от тех, какие лежали в основе классических постулатов Джеймса Клерка Максвелла». Аррениус добавил, что заложенные Б. принципы «обещают обильные плоды в будущих исследованиях».

Б. написал много работ, посвященных проблемам эпистемологии (познания), возникающим в современной физике. В 20-е гг. он сделал решающий вклад в то, что позднее было названо копенгагенской интерпретацией квантовой механики. Основываясь на принципе неопределенности Вернера Гейзенберга, копенгагенская интерпретация исходит из того, что жесткие законы причины и следствия, привычные нам в повседневном, макроскопическом мире, неприменимы к внутриатомным явлениям, которые можно истолковать лишь в вероятностных терминах. Например, нельзя даже в принципе предсказать заранее траекторию электрона; вместо этого можно указать вероятность каждой из возможных траекторий.

Б. также сформулировал два из фундаментальных принципов, определивших развитие квантовой механики: принцип соответствия и принцип дополнительности. Принцип соответствия утверждает, что квантово-механическое описание макроскопического мира должно соответствовать его описанию в рамках классической механики. Принцип дополнительности утверждает, что волновой и корпускулярный характер вещества и излучения представляют собой взаимоисключающие свойства, хотя оба эти представления являются необходимыми компонентами понимания природы. Волновое или корпускулярное поведение может проявиться в эксперименте определенного типа, однако смешанное поведение не наблюдается никогда. Приняв сосуществование двух очевидно противоречащих друг другу интерпретаций, мы вынуждены обходиться без визуальных моделей – такова мысль, выраженная Б. в его Нобелевской лекции. Имея дело с миром атома, сказал он, «мы должны быть скромными в наших запросах и довольствоваться концепциями, которые являются формальными в том смысле, что в них отсутствует столь привычная нам визуальная картина».

В 30-х гг. Б. обратился к ядерной физике. Энрико Ферми с сотрудниками изучали результаты бомбардировки атомных ядер нейтронами. Б. вместе с рядом других ученых предложил капельную модель ядра, соответствующую многим наблюдаемым реакциям. Эта модель, где поведение нестабильного тяжелого атомного ядра сравнивается с делящейся каплей жидкости, дало в конце 1938 г. возможность Отто Р. Фришу и Лизе Майтнер разработать теоретическую основу для понимания деления ядра. Открытие деления накануне второй мировой войны немедленно дало пищу для домыслов о том, как с его помощью можно высвобождать колоссальную энергию. Во время визита в Принстон в начале 1939 г. Б. определил, что один из обычных изотопов урана, уран-235, является расщепляемым материалом, что оказало существенное влияние на разработку атомной бомбы.

В первые годы войны Б. продолжал работать в Копенгагене, в условиях германской оккупации Дании, над теоретическими деталями деления ядер. Однако в 1943 г., предупрежденный о предстоящем аресте, Б. с семьей бежал в Швецию. Оттуда он вместе с сыном Оге перелетел в Англию в пустом бомбовом отсеке британского военного самолета. Хотя Б. считал создание атомной бомбы технически неосуществимым, работа по созданию такой бомбы уже начиналась в Соединенных Штатах, и союзникам потребовалась его помощь. В конце 1943 г. Нильс и Оге отправились в Лос-Аламос для участия в работе над Манхэттенским проектом. Старший Б. сделал ряд технических разработок при создании бомбы и считался старейшиной среди многих работавших там ученых; однако его в конце войны крайне волновали последствия применения атомной бомбы в будущем. Он встречался с президентом США Франклином Д. Рузвельтом и премьер-министром Великобритании Уинстоном Черчиллем, пытаясь убедить их быть открытыми и откровенными с Советским Союзом в отношении нового оружия, а также настаивал на установлении системы контроля над вооружениями в послевоенный период. Однако его усилия не увенчались успехом.

После войны Б. вернулся в Институт теоретической физики, который расширился под его руководством. Он помогал основать ЦЕРН (Европейский центр ядерных исследований) и играл активную роль в его научной программе в 50-е гг. Он также принял участие в основании Нордического института теоретической атомной физики (Нордита) в Копенгагене – объединенного научного центра Скандинавских государств. В эти годы Б. продолжал выступать в прессе за мирное использование ядерной энергии и предупреждал об опасности ядерного оружия. В 1950 г. он послал открытое письмо в ООН, повторив свой призыв военных лет к «открытому миру» и международному контролю над вооружениями. За свои усилия в этом направлении он получил первую премию «За мирный атом», учрежденную Фондом Форда в 1957 г.

Достигнув 70-летнего возраста обязательной отставки в 1955 г., Б. ушел с поста профессора Копенгагенского университета, но оставался главой Института теоретической физики. В последние годы своей жизни он продолжал вносить свой вклад в развитие квантовой физики и проявлял большой интерес к новой области молекулярной биологии.

Человек высокого роста, с большим чувством юмора, Б. был известен своим дружелюбием и гостеприимством. «Доброжелательный интерес к людям, проявляемый Б., сделал личные отношения в институте во многом напоминающими подобные отношения в семье», – вспоминал Джон Кокрофт в биографических мемуарах о Б. Эйнштейн сказал однажды: «Что удивительно привлекает в Б. как ученом-мыслителе, так это редкий сплав смелости и осторожности; мало кто обладал такой способностью интуитивно схватывать суть скрытых вещей, сочетая это с обостренным критицизмом. Он, без сомнения, является одним из величайших научных умов нашего века». Б. умер 18 ноября 1962 г. в своем доме в Копенгагене в результате сердечного приступа.

Б. был членом более двух десятков ведущих научных обществ и являлся президентом Датской королевской академии наук с 1939 г. до конца жизни. Кроме Нобелевской премии, он получил высшие награды многих ведущих мировых научных обществ, включая медаль Макса Планка Германского физического общества (1930) и медаль Копли Лондонского королевского общества (1938). Он обладал почетными учеными степенями ведущих университетов, включая Кембридж, Манчестер, Оксфорд, Эдинбург, Сорбонну, Принстон, Макгил, Гарвард и Рокфеллеровский центр.

Бор Нильс Хендрик Давид (1885-1962), датский физик-теоретик.

Родился 7 октября 1885 г. в Копенгагене, там же в 1908 г. окончил университет. Некоторое время работал в Кембридже (Англия) в лаборатории у светила в области физики Дж. Томсона, затем был приглашён в Манчестер в лабораторию другой знаменитости - Э. Резерфорда.

Спустя несколько лет создал и возглавил Институт теоретической физики в Копенгагене. Этот научный центр дал Бору возможность собрать вместе всех выдающихся физиков того времени. Основной заслугой учёного считается формулирование принципиально нового подхода в представлении физической картины атомных процессов. К этому времени массивный и противоречивый экспериментальный материал, работы М. Планка, А. Эйнштейна, анализ спектров излучения атомов показали необычность закономерностей микромира.

Бор предложил новую модель водородоподобного атома и открыл условия его устойчивости. Он развил идею квантования энергии Планка и на основе модели атома Резерфорда создал первую квантовую модель атома. При этом физик установил, что в атоме есть стационарные орбиты, двигаясь по которым электрон не излучает (вопреки законам электродинамики) энергию, а скачком может перейти на более близкую к атому орбиту. В момент скачка он излучает квант (порцию) энергии, равный разности энергий атома в стационарных состояниях.

Кроме этого Бор разработал и некоторые правила квантования. Он также определил основные законы спектральных линий и электронных оболочек атомов, объяснил особенности периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева и разработал свой вариант изображения этих элементов, пришёл к представлению о существующей оболочке вокруг атома.

Этот датский учёный сделал прорыв в физике, став одним из создателей квантовой теории. Знаменитый физик, который помог создать атомное оружия, остаток жизни провёл, доказывая, что оно — огромная ответственность и предлагал правительствам разных стран от него отказаться.

Семья и детство

Нильс Бор появился на свет в столице Дании в семье весьма богатого учёного и наследницы династии банкиров. Его папа был профессором, преподавал физиологию и медицину в университете Копенгагена, коллеги дважды номинировали его на «Нобеля» в этой отрасли.

Поскольку родители часто выходили в свет и общались с истинными интеллектуалами города, Нильс с детства увлекался разными науками.

Когда он пошёл учиться в школу, то больше всего его интересовали философия, физика и математика - всё благодаря частым визитам друзей отца - известный учёных в этих отраслях. Кроме того, он увлекался и психологией. Вместе с троюродным братом, который со временем станет известным учёным в сфере гештальт-психологии, Эдгаром Рубином Нильс штудировал различные учебники в этом направлении.

Но юноша жил не только наукой, также он очень увлекался футболом. Даже был в команде, играющей на Олимпийских играх 1908 года — Дания тогда заняла второе место, уступив Англии.

Учёба и наука

Восемнадцатилетний Нильс стал студентом Копенгагенского университета, пошёл учиться на физико-математический факультет. Также изучал астрономию и химию.

Ещё студентом он делает первые опыты и исследует колебания струй жидкости, чтобы точнее определить поверхность натяжения воды.

В 1906 его достижения были высоко оценены - за теоретическую часть Нильсу вручили золотую медаль от Королевского общества Дании. Три следующих года Бор провёл, исследуя свою теорию на практике. Результаты опубликовали с рецензиями от популярных тогда учёных: сэра Джона Уильяма Стретта и сэра Уильяма Рамзея, — оба получили «Нобеля» в 1904 году.

В 1910 Бор стал магистром, в следующем году блистательно защитил докторскую по статистической механике. В ней он вывел свою теорию — о магнитном моменте электрических зарядов в движении и стационарном состоянии. Через девять лет эту же теорему заново открыла Йоханна ван Лёвен, поэтому в наше время она носит имя обоих учёных.

Бор и Резерфорд

Осенью 1911 Бор приезжает в Кембридж. Ему дали стипендию на 2 500 крон для стажировки за рубежом. Поэтому он выбирает Англию для своих исследований, конкретно - Кавендишскую лабораторию, в которой главным был Нобелевский лауреат по физике сэр Джон Томсон. Но сотрудничество не сложилось. Томсону не понравился Бор, который открыто указывал на просчёты и ошибки маститого физика, к тому же датчанин плохо говорил по-английски. Поэтому, несмотря не гениальность выбранного им наставника, Бору пришлось искать другой университет. И спустя полгода он переезжает в Манчестер, к «отцу» ядерной физики Эрнесту Резерфорду, тоже Нобелевскому лауреату. Вместе они работали над моделями атома и их изменениями в ходе радиоактивного распада. В лице Резерфорда Бор нашёл не только наставника и коллегу, но и очень близкого друга. Когда в 1912 учёный женился, то часть свадебного путешествия они с женой провели в Манчестере, навестив Резерфорда.

В 1913 выходит статья Бора о «Теории торможения заряженных частиц при их прохождении через вещество».

После возвращения в Копенгаген, Бор преподаёт в университете, а также активно работает над квантовой теорией строения атома. Весной 1913 он ещё раз едет в Манчестер - на консультацию с Резерфордом. После выходит его статья «О строении атомов и молекул» в журнале Philosophical Magazine. Её публикуют по частях, растягивают теоретическую часть от июля до декабря. В ней Бор описывает квантовую теорию водородоподобного атома.

Эта работа стала настоящей революцией того времени. Даже годы спустя физики признавали, что исследования Бора были величайшим шагом в изучении атомов и их строения.

Свой институт и «Нобель»

В 1914 Резерфорд пригласил Бора пожить в Манчестере, заодно и начать преподавать математическую физику в университете. Там учёный остаётся следующие два учебных года. В это же время он продолжает исследования, на основании которых развивает свою теорию, даже пытается перенести её на многоэлектронные атомы. Но идея оказывается тупиковой.

В июне 1916 Бор вернулся столицу и снова приступил к чтению лекций в университете на своей кафедре. Но работать под чьим-либо руководством Бор не хотел, поэтому обратился к правительству с просьбой выделить денег на строительство отдельного института для себя и своих единомышленников.

Через четыре года состоялось торжественное открыли Института теоретической физики (в наше время он носит имя Бора).

В 1918 выходит его статья «О квантовой теории линейчатых спектров», в ней он формулирует принцип соответствия и выводит взаимосвязь между квантовой теорией и классической физикой.

В 1922 Бору присудили Нобелевскую премию по физике за его изучение строения атома. Все свои открытия в этой отрасли Бор озвучит на открытой лекции перед студентами в конце того де года в Стокгольме.

Ещё один Эйнштейн

В 1925 возникает такое понятие как «квантовая механика». В результате многолетних опытов и опровержения нескольких теорий, Бор формулирует принцип дополнительности. В его основа лежит теория о том, что микрочастица получает свои динамические характеристики в зависимости от того, во взаимосвязи с какими объектами она пребывает. Этот принцип некоторые учёные считали настолько важным, что даже предлагали всю квантовую механику называть в его честь, проведя аналогию с теорией относительности Эйнштейна.

В 1930-х годах Бор чрезвычайно увлёкся темой ядерной физики. Настолько, что весь его институт полностью изменил направление своих разработок.

В 1936 году сформулировал процесс ядерной реакции, Через несколько лет он доказал, что у различных микроэлементов ядра делятся по-разному, в зависимости от того, какие нейтроны вызывают этот процесс.

Вторая мировая и ядерное оружие

Когда в Германии ко власти пришёл Гитлер, многие учёные бежали из страны. Вместе с братом Бор помогал им обустроиться в Копенгагене. Под угрозой оказался и сам физик, ведь его мать имела еврейские корни. Но он решил оставаться в городе до последнего и защищать свой институт.

В 1941 у него состоялась встреча с Вернером Гейзенбергом, этот физик в то время сотрудничал в нацистской Германией по вопросам разработки ядерного оружия. Но Бор помогать не согласился.

В 1943 они вместе с сыном бежали в США, где до конца войны жили под другими именами и разрабатывали атомную бомбу.

Уже работая над проектом, он осознал опасность такого оружия, поэтому написал не одно письмо Черчиллю и Рузвельту, чтобы те с осторожностью относились к атомной энергии. Разработкой Бора заинтересовалась и другая сторона - СССР, его даже приглашали приехать туда для обмена опытом, что в США расценили как попытку шпионажа.

Последние годы физик провёл, выступая с лекциями и в написании философских статей. Своё самое важное, как он считал, открытие - принцип дополнительности, он хотел применить в различных сферах: биологии, психологии и культуре.

Умер в возрасте 77 лет от сердечного приступа. Прах Бора находится в Копенгагене в семейной могиле.

Бор очень часто вступал в дискуссии с Эйнштейном. Часто они заканчивались на повышенных тонах, тем не менее оба считали друг друга близкими друзьями.
С 1965 года Копенгагенский институт теоретической физики носит название «институт Нильса Бора». После смерти его основателя и бессменного руководителя Институт возглавил Оге Бор (до 1970).
105-й элемент таблицы Менделеева (дубний), открытый в 1970 году, до 1997 года был известен как нильсборий. В этом же году было утверждено название борий для 107-го элемента, открытого в 1981 году.
Имя Бора носит астероид 3948, открытый в 1985 году.
В 1998 году опубликована пьеса «Копенгаген» английского драматурга Майкла Фрейна, посвященная исторической встрече Бора и Резерфорда.

Титулы и награды

Медаль Хьюза (1921)
Медаль и премия Гутри (1922)
Нобелевская премия по физике (1922)
Медаль Маттеуччи (1923)
Силлимановская лекция (1923)
Медаль Барнарда (1925)
Медаль Франклина (1926)
Медаль имени Макса Планка (1930)
Фарадеевская лекция (1930)
Медаль Копли (1938)
Орден Слона (1947)
Международная золотая медаль Нильса Бора (1955) - в честь Н. Бора была учреждена награда и её первым лауреатом стал сам Бор
Премия «За мирный атом» (англ.) (1957)
Медаль и премия Резерфорда (1958)
Медаль Гельмгольца (1961)
Премия Соннинга (1961)
Почётные учёные степени Кембриджского, Манчестерского, Оксфордского, Эдинбургского, Сорбоннского, Принстонского, Гарвардского университетов, университета Макгилла, Рокфеллеровского центра и др.