نیلز بور
از ویکیپدیا، دانشنامهٔ آزاد.

نیلز هنریک دیوید بور یک فیزیکدان دانمارکی بود که پژوهشهایش تأثیر زیادی در درک ساختار اتم و مکانیک کوانتومی داشت.
فهرست مندرجات |
[ویرایش] زندگی
نیلز بوهر در سال ۱۸۸۵ و در کپنهاگ دانمارک به دنیا آمد. پدر او، «کریستیان بور» استاد فیزیولوژی دانشگاه کپنهاگ و مادرش «الن آلدر بور» دختر یک خانواده یهودی دانمارکی سرشناس در مراکز بانکی و پارلمانی بود. خانواده بور کلیسارو نبودند. ولی زن خانواده بر خلاف یهودی بودنش توافق کرده بود که بچهها مسیحی بار آورده شوند.
[ویرایش] آشنایی با رادرفورد
نوشتن پایاننامهای درباره نظریه الکترونی فلزات آغاز تمرکز اندیشه وی بر روی موضوع پژوهش بقیه دوره زندگی خود بود. بور در انگلستان، پس از همکاری مختصری با «ج.ج تامسون» در کمبریج، رهسپار آزمایشگاه «رادرفورد» در منچستر شد. داشتن رابطه با رادرفورد، سرمشق حیات علمی بعدی او شد. آن دو از همان نخستین ملاقات با یکدیگر دوست شدند و تا پایان عمر، دوستانی نزدیک باقی ماندند.
در واقع رادرفورد بود که بور را به بالاترین تراز پژوهش در زمینه فیزیک آورد.
[ویرایش] ازدواج
بور در سال ۱۹۱۲ به دانمارک بازگشت و به سمت دانشیاری فیزیک دانشگاه کپنهاگ منصوب شد. او پس از شکل گیری حرفه آینده اش در کپنهاگ با «مارگارت نورلند» ازدواج کرد. ازدواج آن دو، پیوندی محکم و پر از خوشبختی از آب درآمد و برای بور، منبع مادامالعمر وفاق و قوت شد. زن و شوهر، شش فرزند پسر پیدا کردند که چهار تن از آنها به سن بلوغ و بالاتر از آن رسیدند.
[ویرایش] فعالیتهای علمی بوهر در دانشگاه
بور در سال ۱۹۰۳ در رشته فیزیک دانشگاه کپنهاگ نامنویسی کرد. در دانشگاه، نیلز با انجام آزمایشهایی درباره نیروی کشش سطحی آب و اندازه گیری آن نیرو خود را ممتاز کرد و توانست به پاس انجام آن کار، مدال طلای آکادمی علوم و ادبیات دانمارک را به دست آورد. وی در سال ۱۹۱۱ با نوشتن تزی درباره نظریه الکتروی فلزات (که تاکید آن بر نارساییهای فیزیک کلاسیک در توضیح رفتار ماده در سطح اتمی بود)، درجه دکترای خود را دریافت کرد.
[ویرایش] استفاده از الگوی هستهای اتم
بور که در درک اهمیت نظری شگرف و ارزش انکشافی الگوی هستهای اتم که در سال ۱۹۱۰ توسط رادرفورد وضع شده بود، ذهنی تند و تیز داشت، از آن استفاده کرد تا نکات زیر را روشن سازد:
- خواص شیمیایی یک اتم از جمله جای آن در جدول تناوبی، بستگی به آرایش الکترونهای آن دارد.
- خواص رادیواکتیو (پرتوزا) با هسته مرتبط است.
- ایزوتوپها متناظرند با اتمهایی که دارای الکترونهای یکسان اما هستههای جرمی متفاوتند.
- فروپاشی پرتوزا، بار هسته و در نتیجه تعداد الکترونها و هویت شیمیایی اتم را تغییر میدهد.
[ویرایش] کشف رابطه میان عدد اتمی و تعداد الکترونها
بور سپس به نحوه تعیین ماهیت دقیق رابطه میان عدد اتمی یک عنصر که فشرده و خلاصهای از رفتار شیمیایی آن به شمار میرود و تعداد الکترونهای موجود در اتم پی برد.
[ویرایش] مدل اتمی بور
بور در پی استقرار در کپنهاگ به اندیشه درباره جنبههای نظری مدل اتم هستهدار رادرفورد ادامه داد. این مدل، مانند منظومه شمسی بسیار کوچک با هسته ای در میان به مثابه خورشید و الکترونهایی در حال گردش به گرد آن به مثابه سیارات بود. فیزیکدانان، آن را در کل پذیرفته بودند. اما در آن اشکال بزرگی هم که امروزه آن را یک ناهنجاری میخوانند، میدیدند.
به موجب نظریه الکترومغناطیس، ذره باردار و چرخانی مانند الکترون، باید در هر دوره گردش مقداری انرژی به صورت تابش پخش و در نتیجه بخشی از انرژی خود را از دست بدهد. طبق تئوری، در چنین حالتی دایره مسیر باید مارپیچ وار تنگ و تنگتر شده، الکترون سرانجام به درون هسته سقوط میکند. اما این وضع پیش نمیآید و الکترونها به داخل هسته فرو نمیریزند و اتم به مدت نامحدود پایدار باقی میماند. ناهنجاری بدین سان، در مغایرت رفتار الکترون با پیشبینی نظریه الکترومغناطیس بود.
بور برای یافتن توضیح مسئله، شیوه تازهای بکار برد و گفت: تئوری بیتئوری. الکترون تا زمانی که به چرخش ادامه میدهد، هیچ تابشی از خود به بیرون نمیفرستد. او این را در حالی میگفت که نظریه و شواهد آزمایشگاهی، هر دو نشان میدادند که وقتی هیدروژن حرارت ببیند، از خود نور تابش میکند و عقیده این بود که آن نور، از الکترون اتم هم تابش میشود. بور در سال ۱۹۱۳، با آن روش به تجسم ساختاری برای اتم دست یافت.
[ویرایش] چگونگی رفتار الکترون از دیدگاه بور
بور در توضیح چگونگی رفتار الکترون، از وجود رابطه جدیدی بین ماده و نور سخن به میان آورد و گفت که الکترون در رفتن از مداری به مدار دیگر انرژی، بصورت بسته یا پیمانههایی از انرژی تشعشعی جذب یا تابش میکند ( چیزی که امروزه فوتون یا کوانتوم نور نامیده میشود ). هر چه طول موج نور تابیده کمتر باشد، انرژی فوتون آن بیشتر است.
هیدروژن، سه خط طیفی روشن به رنگهای قرمز، سبز متمایل به آبی و آبی دارد. بور تشریح کرد که خطوط رنگی واضح طیف، همان تابشهای اتم هیدروژن هستند. نور قرمز هنگامی تابش میشود که الکترون از مدار سوم به مدار دوم بجهد و نور سبز متمایل به آبی مربوط به جهش الکترون از مدار چهارم به دوم است. در آغاز، بسیاری از فیزیکدانان مسنتر، از جمله ج.ج. تامسون در باره درستی نظریه بور تردید کردند. اما رادرفورد، از حامیان آن شد، بطوریکه نظریه جدید سرانجام پذیرفته شد.
[ویرایش] سایر فعالیتهای علمی بور
بور در سال ۱۹۱۳، سه مقاله در باره ساختار اتم منتشر کرد که یکی از آنها مقاله درباره ساختمان اتم و مولکول بود. او سالهای ۱۹۱۴ تا ۱۹۱۶ را در منچستر گذرانید و یکبار دیگر در آنجا تحت حمایت رادرفورد بکار پرداخت. پس از آن در سال ۱۹۱۶، تصدی کرسی استادی فیزیک دانشگاه کپنهاگ به او پیشنهاد شد. وی به قصد قبول آن به دانمارک بازگشت و تا پایان عمر، مدیر آن مؤسسه باقی ماند.