نیلز بور

نیلز بور

متولد ۸ اکتبر ۱۸۸۵
کپنهاگ، دانمارک
مرگ ۱۸ نوامبر ۱۹۶۲ (۷۷ سال)
ملیت دانمارکی
رشته فعالیت فیزیک
محل کار دانشگاه کپنهاگ
دانشگاه منچستر
دانشجویان دکتری وی هندریک آنتونی کرامرز
دلیل شهرت تفسیر کپنهاگ
اصل متممیت
مدل بور
اثر بور
نظریه سومرفیلد-بور
نظریه بی‌کی‌اس
مناظرات بور و اینشتین
تأثیر گرفته از ارنست رادرفورد
جوایز جایزه نوبل فیزیک (۱۹۲۲)
پانویس
هارالد بور برادر کوچک‌تر او، و آگ بور پسر اوست.

نیلز هنریک داوید بور (به دانمارکی: Niels Henrik David Bohr) (۷ اکتبر ۱۸۸۵ - ۱۸ نوامبر ۱۹۶۲، کوپنهاگ، دانمارک) دانشمندی دانمارکی بود که شهرت او بیشتر به علت ردکردن مدل اتمی ارنست رادرفورد و ابداع مدل اتمی خود است.محتویات  
۱ زندگی
۱.۱ دوران جوانی
۱.۲ آشنایی با رادرفورد
۱.۳ فعالیت‌های بین‌المللی
۱.۴ سال‌های پایانی زندگی
۲ نظریه اتمی
۳ مشکلات نظریهٔ بور
۴ پانویس
۵ منبع
۶ جستارهای وابسته
۷ پیوند به بیرون

دوران جوانی

نيلز هنريک ديويد بور در هفتم اکتبر سال ۱۸۸۵ میلادی در كپنهاگ دانمارك به دنيا آمد. پدر او كريستيان بور، استاد فیزیولوژی دانشگاه كپنهاگ و مادرش اِلن آلدر بور دختر يك خانوادهٔ يهودی دانماركی و سرشناس در مراكز بانكی و پارلمانی بود. خانوادهٔ بور كليسا نمی‌رفتند ولی مادر خانواده برخلاف اینکه يهودی بود توافق كرده بود كه بچه‌ها مسيحی بار‌آورده شوند. بور در سال ۱۹۰۳ در رشتهٔ‌ فيزيك دانشگاه كپنهاگ نام‌نويسی كرد. در دانشگاه نيلز با انجام آزمايشهايی دربارهٔ‌ نيروی کشش سطحی آب و اندازه‌گیری آن نيرو، توانست خود را برتر از دیگران نشان دهد و به پاس انجام آن كار، مدال طلای آكادمی علوم و ادبيات دانمارك را به‌دست آورد. وی در سال ۱۹۱۱ با نوشتن پایان‌نامه‌ای دربارهٔ نظريهٔ الكترونی فلزات كه تأكيد آن بر نارسايی‌های فيزيك كلاسيك درتوضيح رفتار ماده در سطح اتمی بود درجهٔ دكترای خود را دريافت كرد. نوشتن آن پایان‌نامه آغازی بر تحقيقات بعدی او بود.

آشنایی با رادرفورد

بور در انگلستان پس از همكاری مختصری با جوزف جان تامسون در كمبريج رهسپار آزمايشگاه رادرفورد در منچستر شد. داشتن رابطه با رادرفورد سرمشق حيات علمی بعدی او شد. آن دو از همان نخستین ملاقات با يكديگر دوست شدند و تا پايان عمر دوستانی نزديك باقی ماندند. در واقع رادرفورد بود كه بور را به بالاترين طراز پژوهش در زمينهٔ فيزيك آورد. بور از الگوی هسته‌ای اتم كه در سال ۱۹۱۰ توسط رادرفورد عرضه شده بود استفاده كرد تا نكات زير را روشن سازد:
خواص شيميایی يك اتم از جمله جای آن در جدول تناوبی بستگی به آرايش الكترونهای آن دارد.
خواص پرتوزایی با هسته مرتبط است.
ايزوتوپها متناظرند با اتمهايی كه دارای الكترونهای يكسان اما هسته‌های جرمی متفاوت‌اند.
فروپاشی پرتوزا، بار هسته و در نتيجه تعداد الكترون‌ها و هويت شیمیایی اتم را تغيير می‌دهد.

وی پس از آن توانست به رابطهٔ ميان عدد اتمی يك عنصر، كه فشرده و خلاصه‌ای از رفتار شيميايی آن به‌شمار می‌رود و تعداد الكترون‌های موجود در اتم پی‌برد. بور در سال ۱۹۱۲ به دانمارك بازگشت و به سمت دانشياری فيزيك دانشگاه كپنهاك منصوب شد. او پس از شكل‌گيری حرفهٔ آينده‌اش در كپنهاك با مارگارت نورلند ازدواج كرد. نتیجه این ازدواج شش فرزند پسر بود كه چهارتن از آنها به سن بلوغ و بالاتر از آن رسيدند. در سال ۱۹۱۳ پس از آنکه مدل اتمی بور با استقبال روبرو شد و با حمایت رادرفورد به عنوان نظريهٔ جديد پذيرفته شد. وی توانست سه مقاله دربارهٔ ساختار اتم منتشر كند كه يكی از آنها مقالهٔ «دربارهٔ ساختمان اتم و مولكول» بود. بور سال‌های ۱۹۱۴ تا ۱۹۱۶ را در منچستر گذرانيد و يكبار ديگر در آنجا تحت حمايت رادرفورد به كار پرداخت. پس از آن در سال ۱۹۱۶ تصدی كرسی استادی فيزيك دانشگاه كپنهاك به او پيشنهاد شد. وی به قصد قبول آن به دانمارك بازگشت و تا پايان عمر مدير آن مؤسسه باقی ماند.

تمبر یادبود نیلز بور و تئوری اتمی او - دانمارک
فعالیت‌های بین‌المللی

فرهنگستان علوم سوئد در نوامبر سال ۱۹۲۲ جایزهٔ نوبل فیزیك را به نيلز بور اعطاء كرد. او ششمين دانماركی و نخستين فيزيكدان دانماركی بود كه به آن نشان افتخار دست می‌یافت. بور در دههٔ ۱۹۳۰ ضمن ادامهٔ كار برروی نظریهٔ كوانتومی، سهمی نيز در پیش‌برد زمينهٔ جديد فيزيك هسته ای داشت. برداشت او از هستهٔ اتم كه وی آن را به "قطره‌ای مايع" تشبيه كرد، قدم مهمی در راه درك پديده‌های هسته‌ای بسياری شد. مدل او به‌ويژه در درك نحوهٔ شكافت هستهٔ اتم كه در سال ۱۹۳۹ مشاهده شد نقشی كليدی داشت. پس از جنگ جهانی دوم، بور به منظور محدود ساختن خطرات جنگ هسته‌ای در ماه ژوئن ۱۹۵۰ نامهٔ سرگشاده‌ای خطاب به سازمان ملل متحد نوشت و درخواست خويش مبنی بر ایجاد يك «دنيای آزاد» را به عنوان پيش‌شرط صلح تكرار كرد وی پیش از این نیز در زمینهٔ صلح بین‌الملی تلاش کرده بود. از جمله فعاليت‌های علمی بعدی او می‌توان به نقش رهبرانهٔ او در سال ۱۹۵۵ در سامان دادن به مؤسسه‌ای دانماركی برای استفادهٔ سازنده از كار‌مایهٔ هسته‌ای اشاره کرد.

سال‌های پایانی زندگی

 مقبره نیلز بور در کپنهاگ در دانمارک
بور در سالهای پايانی عمر خود در عرصهٔ دانش فيزيك بيشتر يك تماشاگر بود تا يك ايفا كنندهٔ نقش، با اين حال هنوز در ایجاد يك جو اخلاقی قوی در جامعه تلاش می‌كرد. او در دورهٔ اشتغال خود به دو نسل فيزيكدان اثر گذاشت، به روش برخورد آنها با مسائل علمی شكل‌داد و برای نشان‌دادن راه درست زيستن به انسان دانش‌پژوه الگویی از شخص خود ارائه کرد. بور در ۱۸ نوامبر سال ۱۹۶۲ در سن هفتاد و هفت سالگی در كپنهاك درگذشت. وی شخصيت علمی بسيار محبوبی بود كه پس از مرگش جهان متمدن يكسر در سوگ فرو رفت. بور فردی ممتاز در زندگی حرفه‌ای و انسان‌دوست از نظر روحی بود.

نظریه اتمی

بور در پی استقرار در كپنهاك به انديشه دربارهٔ جنبه‌های نظری مدل اتم هسته‌دار رادرفورد ادامه داد. اين مدل مانند منظومهٔ شمسی بسيار كوچك بود یعنی هسته‌ای در مرکز، به مثابهٔ خورشيد و الكترون‌هايی در حال گردش به گرد آن به مثابهٔ سياره‌ها، فيزيكدانان طرح کلی آن را پذيرفته بودند اما در آن اشكال بزرگی كه امروزه آن را ناهنجاری می‌خوانند می‌ديدند. به موجب نظریهٔ الكترومغناطيس، ذرهٔ باردار و چرخانی مانند الكترون بايد در هر دور گردش مقداری انرژی به صورت تابش پخش کند و در نتيجه بخشی از انرژی خود را از دست بدهد. طبق تئوری در چنين حالتی دايرهٔ مسير بايد مارپيچ‌وار تنگ و تنگ‌تر شود و الكترون سرانجام به درون هسته سقوط كند اما اين وضع پيش نيامده و الكترون‌ها به داخل هسته فرو نمی‌ريزند و اتم به مدت نامحدود پايدار باقی می‌ماند. چنین ناهنجاری در رفتار الکترون مغاير با پيش‌بينی نظريهٔ الكترومغناطيس بود. بور برای يافتن توضيح مسأله شيوهٔ تازه‌ای به كار برد و گفت: تئوری بی تئوری. الكترون تا زمانی كه به چرخش ادامه می‌دهد هيچ تابشی از خود به بيرون نمی‌فرستد. او اين را در حالی می‌گفت كه نظريه و شواهد آزمايشگاهی، هر دو، نشان می‌دادند كه وقتی هيدروژن حرارت ببيند از خود نور تابش می‌كند و عقيده اين بود كه آن نور از الكترون اتم هم تابش می‌شود. بور در سال ۱۹۱۳ با آن روش به تجسم ساختاری برای اتم دست يافت. بور در توضيح چگونگی رفتار الكترون اظهار داشت كه الكترون در رفتن از مداری به مدار ديگر انرژی، بصورت بسته يا پيمانه‌هایی از انرژی تشعشعی جذب يا تابش می‌كند (چيزی كه امروزه فوتون يا كوانتوم نور ناميده می‌شود). هرچه طول موج تابيده كمتر باشد انرژی فوتون آن بيشتر است. هيدروژن سه خط طيفی روشن به رنگهای قرمز، سبز متمايل به آبی و آبی دارد. بور تشريح كرد كه اين خطوط رنگی واضح طيف همان تابش‌های اتم هيدروژن‌اند. نور قرمز هنگامی تابش مي‌شود كه الكترون از مدار سوم به مدار دوم بجهد و نور سبز متمايل به آب‌ی مربوط به جهش الكترون از مدار چهارم به دوم است. در آغاز بسياری از فيزيكدانان مسن‌تر از جمله ج.ج تامسون دربارهٔ درستی نظريهٔ بور ترديد كردند اما رادرفورد از حاميان آن شد بطوريكه نظريهٔ جديد سرانجام پذيرفته شد.

مشکلات نظریهٔ بور

سه مشکل عمدهٔ نظریهٔ بور به بیان ساده به شرح زیر می‌باشد:
در نظریهٔ بور توضیحی برای چگونگی پخش جمعیّت الکترون‌های اتم‌های چند الکترونی وجود نداشت. یعنی معلوم نبود که چند الکترون در هر مدار قرار می‌گیرند. این از بابت آن بود که آزمایش‌های او روی اتم هیدروژن که تک‌الکترونی است صورت گرفته بود.
وضعیت مدارهای مجاز(پایدار) در نظریهٔ بور مشخص نیست. به این معنا که معلوم نیست که زاویه دارند یا در یک صفحه قرار گرفته‌اند.
در ضمن الزامی نیست که مداری با بیشترین شعاع، دارای بیشترین انرژی هم باشد در حالی که بور عکس این مطلب را گفته بود.