Нильс Бор

Однако прежде чем вопрос был формально разрешен, пришло письмо от Резерфорда, датированное 20 мая и изменившее планы Бора: "Я полагаю, что срок контракта с Дарвином истек, и мы ищем ему преемника, - писал Резерфорд. Мне бы хотелось, чтобы им оказался молодой ученый, мыслящий оригинально".

Резерфорд имел в виду Бора. Молодой датчанин, несомненно, отвечал этим требованиям. Несмотря на сложность политической обстановки, возможность работать в течение двух лет у Резерфорда, в самом сердце современной физики, была слишком соблазнительна.

Предложение Резерфорда буквально окрылило Бора. Это было исполнением самой заветной его мечты. Ректорат университета проявил удивительное понимание и пошел навстречу Бору, предоставив ему двухлетний отпуск. Бор послал в Англию заявление, и Резерфорд отыскал, наконец, "молодого ученого, мыслящего оригинально".

28 июня черные заголовки газет возвестили всему миру: "Убийство эрцгерцога Франца-Фердинанда". Австро-Венгрия, с отчаянием разваливающейся империи, решила воспользоваться убийством в качестве предлога для захвата Сербии и предъявила ей ультиматум. Германия обещала свою поддержку Австро-Венгрии в случае, если Россия воспротивится "превентивным мерам" против Сербии. Еще через месяц Австро-Венгрия объявила Сербии войну и на следующий день начала обстрел Белграда. Второй ультиматум немцы направили Франции с требованием нейтралитета.

4 августа 1914 года в 8 часов утра колонны одетых в серые шинели немецких солдат перешли бельгийскую границу, превратив объявление войны Францией и Англией, в пустую формальность. Германия действовала по строгому расписанию - ее армия должна вступить в Париж на 39-й день после начала наступления. Офицеры хвастливо заявляли, что они вернутся домой, прежде чем "опадут листья с деревьев".

К беспокойству за судьбы Европы и Родины у Боров примешалось с беспокойство по поводу запланированной поездки в Англию. Бор неоднократно советовался с университетскими друзьями и в правительстве: вправе ли он в такой момент уехать в Манчестер?

Немцы объявили о том, что они начали минирование Северного моря. 28 августа эскадра английских миноносцев направилась к Гельголанду с приказом атаковать базу, но англичанам удалось взять в свои руки контроль над морем.

В начале сентября супруги Бор взошли на борт корабля. Стремясь миновать опасный район, корабль повернул к северу и обогнул Шотландию. Штормы и туман преследовали путешественников. Казалось, будто сама природа созвучна безжалостным силам , выпущенным людьми на свободу.

В Манчестере датского ученого и его жену встретили с теплотой и облегчением - все были счастливы, что путешествие закончилось благополучно. А кроме того, лаборатория крайне нуждалась в Боре.

Мозли и Чарльз Дарвин - внук "того самого" Дарвина - начали работать в Манчестере вместе с Бором. После того как Бор предложил, что атом обладает электронами, "перепрыгивающими с орбиты на орбиту, испуская (или поглощая) при этом энергию, их исследования пошли по новому пути.

Согласно гипотезе Бора, атом водорода имеет на орбите один электрон, следующий элемент - два, элемент за ним - три и так до девяноста двух электронов в самом тяжелом из известных элементов. Измерения Мозли и полученные им фотографии позволили связать номер каждого элемента в периодической системе с числом единиц заряда положительного ядра. Таким образом, теория Бора получила убедительное подтверждение.

В статье, опубликованной в журнале "Philosophical Magazine" за 1913 год, Мозли писал: "Полученные результаты имеют большое значение для изучения внутренней структуры атома и полностью подтверждают точку зрения Резерфорда и Бора".

За последние пять лет это было третье величайшее открытие, имевшее огромное значение для физики: вначале открытие ядра атома, принадлежавшее Резерфорду, затем расшифровка структуры атома, сделанная Бором, и наконец объяснение периодической системы элементов, данное Мозли. Все эти открытия были тесно взаимосвязаны.

Несмотря на все волнения, напряжение и печаль первого года войны, Бору пришлось немало поработать с тем, чтобы согласовать свою теорию с новыми открытиями, которые неизбежно повлияли на нее, а также ответить на некоторые критические замечания. Работая урывками, он все-таки сумел справиться с этой сложной задачей, и в 1915 году в журнале "Philosophical Magazine" появилась его статья под названием "О квантовой теории излучения и строении атома".

Основная часть его теории, касающаяся строения атома, не изменилась: Бор по-прежнему представлял себе атом в виде ядра, окруженного облаком электронов, вращающихся на определенных орбитах. Однако теперь он имел возможность подробнее остановиться на состояниях атома. Его положения сводились к следующему:

1. Атомная система обладает рядом состояний, которые не сопровождаются излучением энергии, даже если частицы двигаются относительно друг друга, хотя такого излучения и следовало бы ожидать на основе законов классической электродинамики. Такие состояния являются "стационарными" состояниями систем.

2. Любое испускание или поглощение излучения будет соответствовать переходу из одного стационарного состояния к другому.

Бор уточнил свою точку зрения относительно тех процессов, которые могут происходить внутри крошечного, но могучего атома. Если один электрон удален из атомной системы, его место может быть занято электроном, пришедшим извне, или электроном, "перепрыгнувшим с одной из внешних по отношению к данному электрону орбит. В последнем случае место переместившегося с внешней стороны орбиты электрона будет занято другим электроном, пришедшим извне.

Переход электрона с внешней орбиты на внутреннюю будет сопровождаться излучением, которое создает определенную спектральную линию; переход электрона со второй орбиты будет сопровождаться другим типом излучения, и Бор считал вероятным, что третьей орбите может соответствовать свой, третий тип излучения. Если мощный удар выбивает из атомной системы более чем один электрон, то, доказывал Бор, выбитые электроны могут быть заменены электронами извне, причем такое резкое изменение в системе приведет к излучению спектра еще более высокой частоты.

Бор добился продления срока своего пребывания в Манчестере еще на год, но оставаться сверх этого стока он не мог - Копенгагенский университет ждал его на пост профессора теоретической физики.

Когда Бор вернулся в Копенгаген, где ему предстояло организовать новый факультет теоретической физики, его мысли все чаще и чаще возвращались к Манчестеру. Несомненно, у Бора такой идеал был - как сознательно, так и бессознательно он стремился походить на Резерфорда.

ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ЭЙНТШТЕЙН.

Все лето 1916 года грохотали пушки. В это время в Копенгагене Бор отдавал всего себя решению важных проблем.

Еще два года назад исследователи продемонстрировали, что красные, синие и фиолетовые линии спектра водорода являются не одинарными, а двойственными. Бор был одновременно озадачен и заинтересован этим явлением: ведь он представлял себе атом водорода как ядро с вращающимся вокруг него одним электроном. Если же на орбите находится только один электрон, то при его перемещении с одной орбиты на другую должна проявиться только одна цветовая линия


Страница: