Bohr postuluje: neocenitelný příspěvek dánského vědce do fyziky

Jedna z nejdůležitějších osobností vědy minulého století je Niels Bohr, který vytvořil několik důležitých teorií. Jeho práce silně ovlivnila vývoj atomové fyziky a je stále klíčová. Co přesně jsou postuláty Bohra a co to byl vědec?

Kdo je Niels Bohr?

V roce 1885 se v Dánsku narodil budoucí vědec. Nils Hendrik David Bor byl členem a na chvíli prezidentem Dánské královské společnosti a tvůrcem moderní fyziky. V roce 1908 absolvoval univerzitu v Kodani a v roce 1911 šel do práce v Cambridge. V roce 1913 spolupracoval s Rutherfordem. O tři roky později se Niels stal profesorem na univerzitě v Kodani a v roce 1920 vytvořil vlastní institut teoretické fyziky, který se stal takovým vědeckým centrem té doby. V těchto letech se světové společenství velmi zajímalo o atomy a související procesy. Planck a Einstein již učinili poměrně málo objevů, ale údaje zůstaly poněkud rozporuplné. Dosavadní zákony neodpovídaly experimentálním datům. Věda potřebovala jiný přístup, schopný vytvořit jasnější obraz atomových procesů. Byl to Niels Bohr, který se mu podařilo najít.

Práce na postulátech

Bohr upozornil vědce na konfliktní data a vytvořil formulaci myšlenky na diskrétnost stavu atomů. Vyvinul atomový model a vysvětlil mnoho procesů a jevů, které zůstaly tajemstvím ostatním fyzikům. Na základě práce Plancka a Rutherforda Bohr vytvořil teorii atomu podobného vodíku, který se stal prvním kvantovým modelem a otevřel novou dobu v historii vědy. Zjištění vědce vysvětlila planetární strukturu částic, popsala pohyb elektronů a některé kvantizační pravidla. Kromě toho Bohr odvodil zákony spektrálních linek a elektronových atomových nábojů, vysvětlil periodický systém prvků. Nejdůležitějším úspěchem vědce jsou však kvantové postuláty. Bora získala v roce 1922 Nobelovu cenu za vytvoření této teorie.

První kvantový postulát

Niels Bohr prokázal, že atomy mají řadu stacionárních stavů, z nichž každá odpovídá určité energetické hodnotě. Může být vyjádřeno symboly E1, E2 a tak dále. V každém z těchto stavů atom nevyzařuje energii, i když elektrony v něm nezastaví jejich pohyb. Tento postulát vytváří vztah mezi různými hodnotami E a frekvencemi vyzařovaného nebo absorbovaného záření. Kromě toho se elektrony pohybují jen určitým způsobem, v konkrétních oběžných drahách, na kterých nevyzařují energii. Postuláty Bohra vyvolaly kontroverzní názory ve vědeckých kruzích, neboť jsou v rozporu s klasickými představami o fyzice. Do té doby vědci dali přednost předpokládat, že energie může mít jakýkoli význam. Navíc, podle klasické koncepce elektrodynamiky, elektron musí neustále vyzařovat energii. Takový názor byl zcela vyvrácen Bohlovým postulátem.

Bohrův druhý postulát

Objev stacionárních stavů nebyl jediný inovace Bohr. Podle jeho druhého postulátu, pro elektrony během jejich pohybu po oběžných dráhách platí kvantová souvislost, která může být vyjádřena pomocí následujícího vzorce: m * V * r = n * h / 2 * p. V této rovnováze představuje první polovina moment hybnosti a symbol h označuje konstanta Planck. Kromě toho druhý postulát uvádí, že když se elektron přejde z jedné oběžné dráhy do druhé, nachází se blíže k jádru, uvolňuje se energie ve formě určitých světelných vln. Na základě těchto údajů dospěl Bohr k velmi důležitému závěru. Došel k závěru, že atom uvolňuje nebo absorbuje energii pouze při takových přechodech. Jak první, tak i druhý postulát Bohra jsou absolutně experimentálně potvrzeny. Je překvapující, že brilantní domněnky vědce se staly základem pro některé závěry - vzorce, na jejichž základě bylo možné vytvořit teorii, prostě neexistovaly.

Třetí postulát Bohra

Celkově fyzik vytvořil tři postuláty. Třetí z těchto stavů uvádí, že radiaci nebo absorpce energie během přechodu elektronu z jedné stacionární orbity na druhou lze měřit v určitých částech nebo kvantách. Můžete je vypočítat pomocí vzorce: e = h * u = Em-En. Stejně jako u ostatních postulátů Bohra, třetí také vysvětluje některé důležité pojmy. Energie, která je vyzařována nebo absorbována atomem, se tedy nazývá fotonem a absorpce je doprovázena velkou hodnotou E. V tomto případě se elektron pohybuje na vzdálenější oběžnou dráhu. Experimentálně byl třetí postulát potvrzen experimenty Hertze a Franka. Další významný závěr z této teorie naznačuje, že atomy emitují pouze ty spektrální linie, které by mohly absorbovat. Podobný účinek byl dříve znám v optice, objevil ji vědec Kirchhoff.

Výsledky práce Bohr

Systém znalostí o kvantové mechanice vyvinul Bohr ve spolupráci se svými kolegy a studenty. Přesto někteří z jeho vědců vyvolali vážné otázky. Nejdůležitější zásada komplementarity, vytvořená v roce 1927, se tedy ukázala být méně kontroverzní než Bohův postulát. Fyzika kritizovala samotného Einsteina. U dánského učence se však tato kritika ukázala jako nesmírně užitečná - uznal, že otázky mu způsobují nové myšlenky. Některé interpretace a závěry vědce byly chybné, ale jeho celkový přístup nelze hodnotit. Vedle kvantové teorie se stal tvůrcem kvadrového modelu jádra a teorie rozdělení. Spolu s Wheelerem vyvinul teorii o kvantitativní interpretaci jaderného štěpení a vytvořil parametr pro měření tohoto procesu a předpovídání objevu uranového úpadku.

Dopad postulátů na vědu

Navzdory skutečnosti, že mnohé názory vědce byly považovány za příliš pozitivní, měli a měli mnoho příznivců a stoupenců. Bohrské hluboké poznání bylo neocenitelným pozitivním přínosem pro vědu, které se stalo základem činnosti mnoha sovětských vědců. Navíc vytvořil mezinárodní školu fyziků, mezi něž patřili i významní vědci jako F. Bloch, H. Kazimír, V. Weisskopf, O. Klein, LD Landau, H. Kramer, U. Nishina, K. Meller , L. Rosenfeld, A. Pice, J. Wheeler a S. Rosseland. Světové uznání bylo vyjádřeno skutečností, že Bor byl vyhlášen čestným členem ve dvaceti akademiích věd po celém světě.

Zajímavá fakta o vědci

Niels Bohr si zaslouží pozornost nejen jako vynikající fyzik, ale také jako velmi originální člověk. Takže jeho hosté byli často překvapeni, že visel nad jeho dveřmi ve svém domě podkova pro štěstí. Vědec s úžasnou sebeironií hlásil, že znaky pomáhají i těm, kteří jim nevěří. Ve válečných letech ukázal úžasnou vynalézavost. Bál se, aby získal zlatou cenu, medaili Nobelovy ceny. Proto jej prostě rozpustil v aqua regia a výsledné řešení zanechal v kabině. Po návratu domů z evakuace odstranil Niels Bohr zlato a nařídil mu, aby z něj odlétal přesnou kopii bývalé medaile. Nakonec stojí za zmínku orator fyziky. V těch případech, kdy bylo nutné vypracovat zprávu pro několik lidí, se vědce velmi dobře vyrovnal. Ale kdyby bylo nutné předvést větší publikum, fyzik by byl zmatený a bylo těžké pochopit jeho poselství. Slávu vynikajícího přednášejícího bránilo touha vysvětlit to, co je ostatním stále neznámé.