БОР, НИЛЬС ХЕНРИК ДАВИД

БОР, НИЛЬС ХЕНРИК ДАВИД (Bohr, Niels Henrik David) (1885–1962), датский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1922, присужденной за создание квантовой теории строения атома. Родился 7 октября 1885 в Копенгагене. Физическое образование получил в Копенгагенском университете, который окончил в 1908. Здесь же выполнил свою первую научную работу – экспериментальное и теоретическое исследование поверхностного натяжения воды (1907–1910), за которую был удостоен золотой медали Датского научного общества. В 1911 получил степень доктора философии, написав работу по электронной теории металлов. После защиты диссертации провел несколько месяцев в Кембридже в Кавендишской лаборатории у Дж.Дж.Томсона, затем направился в Манчестер, где работал под руководством Э.Резерфорда и читал курс математической физики. В 1916 стал профессором Копенгагенского университета, а с 1920 и до конца жизни руководил созданным им Институтом теоретической физики.

В 1943, спасаясь от преследований нацистов, Бор бежал из Дании – датские антифашисты переправили его в Швецию, откуда он перебрался в Англию, а затем в США. Здесь Бор консультировал физиков, работавших над созданием атомной бомбы, но не участвовал непосредственно в этой работе и выступал против применения атомного оружия. В 1945 он вернулся в Копенгаген и вознобновил работу в своем институте.

В 1917 Бор был избран членом Датского королевского научного общества, в 1939 – его президентом. С самого основания датской Комиссии по атомной энергии (1955) и Института теоретической ядерной физики (НОРДИТА, 1957) Бор был их бессменным председателем. Ученый создал целую школу физиков. В его Институте теоретической физики в разное время работали Ф.Блох, В.Вайскопф, Х.Краммерс, Л.Д.Ландау, Дж.Уилер и др. Бор был членом многих иностранных научных обществ и академий, в том числе АН СССР (с 1929). Среди наград ученого высший орден Дании – Орден Слона, медаль Гельмгольца. В 1957 ему была присуждена премия «Атом во имя мира». Бор – автор книг Теория спектров и строение атомов (Theory of Spectra and Atomic Constitution, 1922), Атомная теория и описание природы (Atomteorie og Naturbeskrivelse, 1929), Атомная физика и человеческое познание (Atomic Physics and Human Knowledge, 1958) и др. Умер Бор в Копенгагене 18 ноября 1962.

Становление Бора как ученого происходило в очень острый для физики период, когда она вплотную подошла к изучению атомных процессов. Был накоплен огромный экспериментальный материал, весьма противоречивый с точки зрения известных законов и представлений о строении атома. Речь идет прежде всего о спектроскопических данных: неизменные, с дискретными линиями спектры атомов нельзя было объяснить в рамках планетарной модели строения атома, предложенной Резерфордом. Резерфордовский атом не согласовывался также с законами электродинамики Максвелла – Лоренца: при таком строении атом должен быть в высшей степени неустойчивым. Заслуга Бора состояла в том, что он устранил принципиальные недостатки модели Резерфорда, введя квантовые представления в теорию строения атома. В 1913 он создал свою теорию строения водородоподобного атома, основанную на двух постулатах, прямо противоречащих законам классической физики. Первый из них состоял в том, что электрон может находиться в атоме лишь на стационарных разрешенных орбитах, двигаясь по которым, он, вопреки законам электродинамики, не излучает энергию. Второй постулат утверждал, что электрон может скачком перейти на более близкую к ядру, также разрешенную орбиту, испустив при этом квант энергии, равный разности энергий атома в стационарных состояниях. Теория Бора позволила объяснить целый ряд экспериментальных фактов, в частности природу линейчатых спектров атомов и закономерности перехода от одного элемента к другому в периодической таблице Менделеева. В 1923 Бор пришел к идее оболочечной структуры атома, основанной на классификации электронных орбит по главному и азимутальному квантовым числам. В 1918 он сформулировал так называемый принцип соответствия, показывающий, при каких условиях существенны квантовые ограничения, а когда с достаточной степенью точности выполняются законы классической физики.

Большой вклад внес Бор и в развитие квантовой механики. В 1927 он сформулировал важный для ее понимания принцип дополнительности, породивший известные дискуссии с А.Эйнштейном о детерминизме.