作业帮玻尔在现代物理学中的贡献
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/02 21:54:23
玻尔在现代物理学中的贡献
玻尔在现代物理学中的贡献
玻尔在现代物理学中的贡献
尼尔斯·亨瑞克·戴维·玻尔（Niels Henrik David Bohr,1885年10月7日—1962年11月18日）,丹麦物理学家.他通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱.他提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,对二十世纪物理学的发展有深远的影响.
玻尔生于丹麦首都哥本哈根,父亲克里斯丁·玻尔是哥本哈根大学的生理学教授,母亲出身于一个富有的犹太人家庭.玻尔从小受到良好的家庭教育,并爱好足球,曾经和弟弟赫拉德·玻尔共同参加职业比赛,甚至代表丹麦国家队出场参加国际比赛.1903年玻尔进入哥本哈根大学学习物理,1911年获博士学位.随后,他曾在曼彻斯特大学卢瑟福的实验室短期工作.基于卢瑟福的原子核理论和普朗克的量子说,1913年玻尔提出了原子结构的玻尔模型.按照这一模型电子环绕原子核作轨道运动,外层轨道比内层轨道可以容纳更多的电子；较外层轨道的电子数决定了元素的化学性质.如果外层轨道的电子落入内层轨道,将释放出一个带固定能量的光子.
1916年,玻尔成为哥本哈根大学的物理学教授,并与1920年起开始担任刚创建的哥本哈根大学理论物理研究所的所长.他在此后的四十年,一直担任这一职务.1922年,玻尔由于对于原子结构理论的贡献获得诺贝尔物理学奖.他所在的理论物理研究所也在二三十年代成为物理学研究的中心.1930年代中期,研究发现了许多中子诱发的核反应.玻尔提出了原子核的液滴模型,很好地解释了重核的裂变.
玻尔认识到他的理论并不是一个完整的理论体系,还只是经典理论和量子理论的混合.他的目标是建立一个能够描述微观尺度的量子过程的基本力学.为此,玻尔提出了著名的“互补原理”,即宏观与微观理论,以及不同领域相似问题之间的对应关系.互补原理指出经典理论是量子理论的极限近似,而且按照互补原理指出的方向,可以由旧理论推导出新理论.这在后来量子力学的建立发展过程中得到了充分的验证.玻尔的学生海森堡在互补原理的指导下,寻求与经典力学相对应的量子力学的各种具体对应关系和对应量,由此建立了矩阵力学.互补理论在狄拉克、薛定谔发展波动力学和量子力学的过程中起到了指导作用.
在对于量子力学的解释上,玻尔等人提出了哥本哈根诠释,但遭到了坚持决定论的爱因斯坦,薛定谔等人的反对.从此玻尔与爱因斯坦开始了玻尔-爱因斯坦争论,最有名的一次争论发生在第六次索尔维会议上,爱因斯坦提出了“光子盒实验”,以求驳倒不确定性原理.玻尔当时无言以对,但冥思一晚之后巧妙的进行了反驳.这一争论一直持续至爱因斯坦去世.
二战期间德军占领丹麦,海森堡前往哥本哈根与玻尔相见,即哥本哈根会见.此次会谈的内容各当事人说法不一,至今仍然在争论之中,但可以确定的是海森堡的话让玻尔十分生气,并损害了他们俩的友谊.为避免被德军扣留,玻尔被迫于1943年逃离丹麦,坐船前往瑞典,然后坐一架小飞机到达伦敦.为了防止被人发现,飞机要飞得很高.据说玻尔因为专心思考,而忘记了戴氧气面罩.另一种说法是玻尔的头太大,面罩尺寸不合适,使得玻尔在空中曾失去了知觉.随后玻尔从伦敦前往美国,任洛斯阿拉莫斯实验室所进行的负责研制原子弹的曼哈顿计划的顾问.按照理查·费曼的说法,当时玻尔就如同物理界的神一般受到大家尊敬.1945年,玻尔回到丹麦,此后致力于推动原子能的和平利用.1962年11月18日,玻尔在哥本哈根去世,去世前一天,他还在工作室的黑板上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正式通过将第107号元素命名为Bohrium,以纪念玻尔.
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