1885年10月7日，尼·玻爾出生於丹麥哥本哈根。1911年，玻爾獲得哥本哈根大學的博士學位。第二年3月，他到英國曼徹斯特大學工作。
基本介紹
- 中文名：尼·玻爾
- 出生日期：1885年10月7日
- 畢業院校：哥本哈根大學
- 出生地：丹麥哥本哈根
那裡的實驗室領導人盧瑟福剛完成了一個開創原子時代的工作：證明原子的絕大部分質量集中在原子核中，它的尺度只有原子的萬分之一。盧瑟福的發現使玻爾認識到，原子世界的奧秘和量子有密切關係，經典的牛頓力學和電動力學，不適用於原子現象。為了證實這種想法，玻爾不分晝夜地工作。他提出，元素的化學性質和物理性質由原子核外的電子決定，而放射性元素放出的a粒子及電子，來自原子核；在決定原子的化學性質上，原子序數比原子量更根本。1912年7月，玻爾回到丹麥。通過曼徹斯特的研究，使他從經典電動力學不適用於原子領域這個觀念向前跨了關鍵的一步，形成了把普朗克和愛因斯坦的量子理論用於決定原子狀態的想法。1913年初，玻爾提出了他著名的原子理論。這個理論的基本假設有兩個：1．原子系統只能處在一系列不同能量的穩態上；2．原子系統可以從一個穩態躍遷到另外一個穩態，這時伴隨著光量子的發射或吸收。原子系統有一個能量最低的穩態。玻爾的理論隨即在盧瑟福的實驗室里接受了氦原子光譜實驗的考驗。當時新發現了一系列譜線，發現者認為它們是氫原子發出的，但是和玻爾的理論不合。玻爾指出這是氦發出的，而不是氫原子發出的。實驗證明正是如此。這個理論隨即被用於分析各種譜線，獲得了巨大的成功。他對原子結構模型的研究成果，使他獲得了1922年的諾貝爾物理獎。玻爾接著提出了著名的“對應原理”。按照這個原理，經典的輻射理論不但在具有很大量子數的穩態之間的量子躍遷這個極限情況下成立，而且在量子數不大的穩態之間的躍遷也應有所反映。但是如果同時接受原子模型和經典電動力學，必然導致能量·動量不守恆的結論。不過實驗證明這個結論是不成立的。1925年7月玻爾預言：“經典電動力學所需的推廣，要求人們探索到的對自然的描述來一次深刻的革命，對此必須有所準備。”這次革命在幾個月之內就發生了。這是由年輕的海森堡在玻爾的“對應原理”引導下掀起的，其後經過玻恩、約當、狄拉克、薛丁格等許多物理學家的努力，一門描述原子現象的新的力學——量子力學建立起來了。這是以玻爾為領袖的科學家集體作出的劃時代的貢獻。三十年代是物理學變化急遽、新發現層出不窮的年代。1936年費米在羅馬做的慢中子對原子核的反應實驗，使玻爾發展了“複合原子核”的理論。玻爾指出，原子核可以構想為一隻淺碗，碗裡裝有許多小球，它們是質子和中子。中子和原子核的反應，相當於用一個小球來撞這碗裡的小球，使得碗裡的小球都動起來。如果撞入的小球速度很低，碗裡的小球的速度都不夠大，不能逸出碗外，這時，碗裡的小球就多了一個。這就是複合原子核的概念，不過這個複合原子核是處在很高的激發態上的，而原子核是不能長時間處在激發態上的，這些小球彼此撞來撞去，經過足夠長的時間，便會有一個或幾個小球集中了足夠的能量，獲得足夠大的速度，離開淺碗。這圖像與液體分子從液滴蒸發出相仿。玻爾的研究取得了很大的成功。1938年秋法國的約里奧·居里夫人和南斯拉夫的薩維奇證明鈾和釷被中子轟擊後產生放射性鑭的同位素。德國的哈恩和斯特拉特曼用很精確的化學方法於1938年底證明鈾受慢中子轟擊後產生放射性鋇的同位素，鑭和鋇都是元素周期表中靠中間的元素。這個新發現震動了科學界。在瑞典的梅特納和弗里許經過詳盡的分析後意識到，這很可能是鈾原子核的裂變，就是鈾在慢中子的轟擊下裂成兩片質量與電荷大致相等的碎片，而且在裂變過程中放出巨大的能量。其後弗里許在哥本哈根用實驗證實了這個觀點。玻爾馬上認識到這個發現的極端重要性，很快地從複合原子核和原子核的液滴圖像出發，結合統計物理的方法，建立起原子核裂變的理論。這又是一個開創性的工作，對後來原子能的套用所起的作用是極為重要的。1943年，玻爾不得不逃離納粹占領下的丹麥，經過瑞典轉到英國和美國，馬上參與了製造核子彈的工作。在核子彈尚未試驗之前，玻爾就指出，如果原子能掌握在世界上愛好和平的人民手中，這種能量就會保障世界的持久和平；如果它被濫用，就會導致文明的毀滅。不局限於已取得的成就而畢生保持科學研究的青春，不斷取得科學上一個又一個創造性貢獻的偉大人物，在科學史上是不多見的，玻爾就屬於這種類型。他明確表明科學家對社會應負的責任和培養人才方面的國際主義精神。
