Нильс Бор и теория атома

1. Введение 3
2. Биография Нильса Бора 4
3. Нильс Бор и квантовые постулаты 8
4. Боровская модель атома 11
5. Триумф теории Нильса Бора 14
6. Достоинства и недостатки теории Бора 16
7. Несостоятельность теории Бора 18
8. Заключение 19
9. Список литературы 20

Нильс Бор - Крупнейший ученый современности, соратник Резерфорда и Эйнштейна, один из основоположников ядерной физики, создатель и глава Института теоретической физики, сплотивший вокруг себя выдающихся ученых из различных стран. С именем Нильса Бора связана вся история современной ядерной физики.
Нильс Бор раскрыл одну из самых важнейших тайн природы – строение атома, ответив на стоящие вопросы перед учеными-исследователями того времени.

3. Нильс Бор и квантовые постулаты
Бор сразу стал сторонником планетарной модели атома, но спустя несколько лет он признавался: «Я никогда не воспринимал планетарную модель буквально». Для Бора эта теория не была истинным изображением атома, это был лишь образ. Так как атомы в природе в обычных условиях стабильны, проблема планетарного атома становится проблемой устойчивости электронов.
Из факта существования атомов следует, что должны существовать такие ничтожно малые расстояния от ядра, ближе которых электроны не могут размещаться. Рассуждения на эту тему привели Бора к мысли, что должна существовать глубинная связь между наименьшим расстоянием электронов в атоме и наименьшим квантом действия. Принятие планетарной модели атома означает, что есть необходимость отказываться от классической модели атома.
В конце 1912 года Бор впервые высказал идею об устойчивости ортит и о связи электронных орбит со строением периодической системы элементов.
...

4. Боровская модель атома
В 1913 г. в английском журнале "Philosophikal Magazine" была опубликована статья Н. Бора "О строении атомов и молекул". Статья состояла из трех частей. Первая часть озаглавлена "Связывание электронов положительным ядром", вторая - "Системы, содержащие только одно ядро", третья - "Системы с несколькими ядрами".
В этой статье была озвучена революционно новая теория строения атома. Силами притяжения электроны удерживаются на определенных расстояниях от ядра. Положительный заряд ядра и общий отрицательный заряд электронов равны между собой. Линейные размеры ядра очень малы по сравнению с линейными размерами атома в целом. Основная часть массы атома заключена в ядре. Бор полностью принял модель атома, предложенную Резерфордом. Он считал, что вокруг ядра атома водорода вращается только один электрон и заряд ядра Е=е; в атоме гелия вращаются два электрона, в атоме лития - три электрона и т.д.
...

5. Триумф теории Нильса Бора
Теория Нильса Бора получила высокую оценку выдающихся ученых-физиков того времени: Энштейн, Лоренц, Планк, Резерфорд, Джинс, а Зоммельфельд активно занялся развитием этой теории.
В первой большой научной работе – статье (более 60 страниц) Бор проанализировал все экспериментальные факты того времени, относящиеся к строению атомов и молекул, при этом Бор больше заботился об оценках и качественном понимании явления, нежели о математической составляющей.
После блестящего успеха теории Бора в объяснении многих фактов он пытался на языке этой теории интерпретировать периодическую систему элементов. Об этом Бор сделал доклад в 1921 году, он к ядру с зарядом Ze прибавлял последовательность Z электронов, располагая их по различным орбитам.
Он пришел к выводу, что 72-й элемент по своим свойствам относится не к ряду редкоземельных элементов, как в то время считал Довийе, а является аналогом циркония.
...

6. Достоинства и недостатки теории Бора

Достоинства теории Бора
• Объяснила дискретность энергетических состояний водородоподобных атомов.
• Теория Бора подошла к объяснению внутриатомных процессов с принципиально новых позиций, стала первой полуквантовой теорией атома.
• Эвристическое значение теории Бора состоит в смелом предположении о существовании стационарных состояний и скачкообразных переходов между ними. Эти положения позднее были распространены и на другие микросистемы.
• Объясняет границу таблицы Менделеева. Последний атом, способный существовать физически, имеет порядковый номер 137, так как, начиная со 138-го элемента 1s-электрон должен двигаться со сверхсветовой скоростью, что противоречит специальной теории относительности.
Недостатки теории Бора
• Не смогла объяснить интенсивность спектральных линий.
...

7. Несостоятельность теории Бора
Несмотря на непосредственное экспериментальное подтверждение постулатов теории Нильса Бора, все чаще происходило столкновение этой теории с трудностями и недостатками, особенно в период с 1919 по 1925 годы.
Теория описывала главные свойства атомов, но смысл правил квантования оставался загадочным. Не зря Бор называл их постулатами, то есть недоказанными теоретическими предположениями.
Теория Бора оказалась фактически теорией атома водорода и водородоподобных элементов. По существу теория Бора еще не была настоящей теорией, а фактически представляла собой набор постулатов. К тому времени появились новые факты, которые эта теория объяснить не могла. Требовались новые теории, новые объяснения, новые идеи. Такие идеи были высказаны позже, а именно в 1925-1927 годах, Гейзенбергом, Шрёдингером, Борном, Пайли, Борном, Эйнштейном и другими физиками, с помощью которых и были созданы основы современной квантовой теории.
...

Заключение
В острый для физики период, когда был накоплен огромный экспериментальный материал, был нужен принципиально новый подход для создания физической картины атомных процессов. Важная заслуга Бора состоит в том, что он нашел такой подход. Он ориентировал физиков на исследование противоречивых сторон физической реальности микромира. Теория Бора позволила объяснить целый ряд сложных вопросов строения атома и фактов, чего была не в состоянии сделать классическая физика. За создание квантовой теории планетарного атома Бор в 1922 году был удостоен Нобелевской премии.
В честь Нильса Бора назван, открытый 18 февраля 1970 года в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, 105-й элемент периодической системы элементов - нильсборий (Ns).
В свое время П.Л. Капица писал о Боре : "Во всей мировой науке в наши дни не было человека с таким влиянием на естествознание, как Бор. Из всех теоретических троп тропа Бора была самой значительной.
...