玻尔:对二十世纪物理学的发展有深远的影响的物理学家【亚博网页版】

日期:2021-08-09 01:00:01 | 人气: 93559

本文摘要:玻尔的讲解尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔(丹麦文:NielsHenrikDavidBohr,1885年10月7日—1962年11月18日),丹麦物理学家,哥本哈根大学硕士/博士,丹麦皇家科学院院士,曾获得丹麦皇家科学文学院金质奖章,英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位,1922年取得诺贝尔物理学奖。

玻尔的讲解尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔(丹麦文:NielsHenrikDavidBohr,1885年10月7日—1962年11月18日),丹麦物理学家,哥本哈根大学硕士/博士,丹麦皇家科学院院士,曾获得丹麦皇家科学文学院金质奖章,英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位,1922年取得诺贝尔物理学奖。玻尔通过引进量子化条件,明确提出了玻尔模型来说明氢原子光谱;明确提出互补原理和哥本哈根演绎来说明量子力学,他还是哥本哈根学派的创始人,对二十世纪物理学的发展有深远影响的影响。玻尔的生平1885年10月7日,玻尔出生于哥本哈根,父亲克里斯丁·玻尔是哥本哈根大学的生理学教授,母亲名门于一个富裕的犹太人家庭,自小受到较好的家庭教育。

玻尔嗜好足球,曾多次和弟弟哈那德·玻尔联合参与职业足球比赛。1903年,18岁转入哥本哈根大学数学和自然科学系由,主修物理学。

1907年,玻尔以有关水的表面张力的论文取得丹麦皇家科学文学院的金质奖章,并先后于1909年和1911年分别以关于金属电子论的论文取得哥本哈根大学的科学硕士和哲学博士学位。随后去英国自学,再行在剑桥J.J.汤姆孙主持人的卡文迪许实验室,几个月后飞赴曼彻斯特,参与了曼彻斯特大学以E.卢瑟福派的科学集体,从此和卢瑟福创建了长年的密切关系。1912年,玻尔实地考察了金属中的电子运动,并具体意识到经典理论在阐述微观现象方面的相当严重缺失,赞许普朗克和爱因斯坦在电磁理论方面引进的量子学说。

创造性地把普朗克的量子说道和卢瑟福的原子核概念融合了一起。1913年初,玻尔任曼彻斯特大学物理学教时,在朋友的建议下,开始研究原子结构,通过对光谱学资料的实地考察,写了《论原子结构和分子结构》的长篇论著,明确提出了量子不连续性,顺利地说明了氢原子和类氢原子的结构和性质。明确提出了原子结构的玻尔模型。

按照这一模型电子环绕着原子核不作轨道运动,外层轨道比内层轨道可以容纳更好的电子;较外层轨道的电子数要求了元素的化学性质。如果外层轨道的电子落到内层轨道,将释放出来一个带上相同能量的光子。

1916年任哥本哈根大学物理学教授。1917年被选为为丹麦皇家科学院院士。

1920年创立哥本哈根理论物理研究所并任所长,在此后的四十年他仍然兼任这一职务。1921年,玻尔公开发表了《各元素的原子结构及其物理性质和化学性质》的长篇演说,阐释了光谱和原子结构理论的新发展,演绎了元素周期表的构成,对周期表中从氢开始的各种元素的原子结构不作了解释,同时对周期表上的第72号元素的性质不作了应验;1922年,第72号元素铪的找到证明了玻尔的理论,玻尔由于对于原子结构理论的贡献取得诺贝尔物理学奖。他所在的理论物理研究所也在二三十年代沦为物理学研究的中心。

1923年,玻尔拒绝接受英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位。1930年代中期,研究找到了许多中子所致的核反应。玻尔明确提出了原子核的液滴模型,很好地说明了重核的核裂变。

玻尔认识到他的理论并不是一个原始的理论体系,还只是经典理论和量子理论的混合。他的目标是创建一个需要叙述微观尺度的量子过程的基本力学。

为此,玻尔明确提出了知名的“互补原理”,即宏观与微观理论,以及有所不同领域相近问题之间的对应关系。互补原理认为经典理论是量子理论的无限大近似于,而且按照互补原理认为的方向,可以由原有理论推论出有理论。这在后来量子力学的创建发展过程中获得了充份的检验。

玻尔的学生海森堡在互补原理的指导下,谋求与经典力学比较不应的量子力学的各种明确对应关系和对应量,由此创建了矩阵力学。有序理论在狄拉克、薛定谔发展波动力学和量子力学的过程中起着了指导作用。在对于量子力学的说明上,玻尔等人明确提出了哥本哈根演绎,但遭了坚决决定论的爱因斯坦及薛定谔等人的赞成。从此玻尔与爱因斯坦开始了玻尔-爱因斯坦论战,最出名的一次争辩再次发生在第六次索尔维会议上,爱因斯坦明确提出了后来著名为爱因斯坦光盒的问题,借此驳倒不确定性原理。

玻尔当时无言以对,但冥思一晚之后找到精妙的展开了驳斥,使得爱因斯坦只好否认不确定性原理是自洽的。这一争辩仍然持续至爱因斯坦去世。

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1937年5、6月间,玻尔曾多次到过中国采访和讲学。期间,玻尔和束星北等中国学者有过深度学术交流,玻尔称之为束星北是爱因斯坦一样的大师。束星北的文章《引力与电磁合论》《爱因斯坦引力理论的非静力场解法》是相对论早期的最重要阐述。

1939年,玻尔任丹麦皇家科学院院长。第二次世界大战开始,丹麦被德国法西斯攻占。1943年玻尔为逃离纳粹的打压,逃到瑞典。1944年,玻尔在美国参与了和原子弹有关的理论研究。

1945年,玻尔返回丹麦,此后致力于推展原子能的和平利用。1947年,丹麦政府为了表扬玻尔的功绩,封他为“骑象勋爵”。1952年,玻尔倡议创建欧洲原子核研究中心(CERN),并且自任主席。1955年,玻尔参与创立北欧理论原子物理学研究所,兼任管委会主任。

同年丹麦正式成立原子能委员会,玻尔被任命为主席。1962年11月18日,玻尔因心脏病脑溢血在丹麦的卡尔斯堡寓所去世,享寿77岁。去世前一天,他还在工作室的黑板上所画了当年爱因斯坦那个光子盒的草图。

1965年玻尔去世三周年时,哥本哈根大学物理研究所被命名为尼尔斯·玻尔研究所。1997年IUPAC月通过将第107号元素命名为Bohrium,以纪念玻尔。

其子奥格·尼尔斯·玻尔也是物理学家,于1975年取得诺贝尔物理学奖。


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