موضوع مقاله: نیلز بور | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # نیلز بور | مقدمه: او نقش بنیادی در شناخت ساختار اتمی و نظریهٔ کوانتومی داشت و به‌پاس تلاش‌هایش جایزهٔ نوبل فیزیک را در ۱۹۲۲ کسب کرد. | ## بخش 1: نیلز بور | او مدل اتمی بور را ایجاد و چنین پیشنهاد داد که سطوح انرژی الکترون‌ها جدا از هم هستند و الکترون‌ها در مدارهای ثابت حول هسته اتم می‌چرخند اما می‌توانند از یک سطح انرژی (یا مدار) به سطح انرژی دیگری بپرند. اگرچه مدل بور به‌وسیلهٔ مدل‌های دیگر جایگزین شده است، قاعدهٔ کلی آن همچنان معتبر است. بور یک مؤسسه فیزیک نظری در دانشگاه کپنهاگ تأسیس کرد که اکنون به‌نام انستیتو نیلز بور شناخته می‌شود و در سال ۱۹۲۰ افتتاح شد. بور با فیزیک‌دانانی از جمله هندریک آنتونی کرامرز، اسکار کلاین، جرج هوشی و ورنر هایزنبرگ کار کرد. او وجود یک عنصر جدید زیرکونیم‌مانند را پیش‌بینی کرد که به اقتباس از نام لاتین کپنهاگ که در آنجا کشف شد، هافنیم نام گرفت. پس از اشغال دانمارک توسط آلمان، او با هایزنبرگ که رئیس برنامه جنگ‌افزار هسته‌ای آلمان شده بود، دیدار کرد. در سپتامبر ۱۹۴۳ خبر به بور رسید که او در شرف دستگیری توسط آلمانی‌ها است، بنابراین او به سوئد گریخت. از آن‌جا، او به بریتانیا منتقل شد و در آنجا به پروژه تسلیحات هسته‌ای پیوست و بخشی از هیئت اعزامی بریتانیا به پروژه منهتن بود. پدرش، کریستیان بور، استاد فیزیولوژی دانشگاه کپنهاگ و مادرش اِلن آلدر بور، دختر یک خانوادهٔ یهودی دانمارکی سرشناس در مراکز بانکی و پارلمانی بود. خانوادهٔ بور کلیسا نمی‌رفتند ولی مادر، باآن‌که یهودی بود، فرزندانش را مسیحی بارآورد. او در دانشگاه، با آزمایش‌هایی روی نیروی کشش سطحی آب و اندازه‌گیری آن، خود را برتر از دیگران نشان داد و به‌پاس آن، برنده مدال طلای آکادمی علوم و ادبیات دانمارک شد. او، ۱۹۱۱، با پایان‌نامه‌ای دربارهٔ نظریهٔ الکترونی فلزات که تأکید آن بر نارسایی‌های فیزیک کلاسیک در توضیح رفتار ماده در سطح اتمی بود، دکترا گرفت. آشنایی با رادرفورد بور در انگلستان، پس‌از همکاری کوتاهی با جوزف جان تامسون در کمبریج، به آزمایشگاه رادرفورد در منچستر رفت. | ## بخش 2: نیلز بور | آن دو از همان نخستین ملاقات، با هم دوست شدند و تا پایان عمر دوستانی نزدیک ماندند. بور از الگوی هسته‌ای اتم که رادرفورد، ۱۹۱۰ پیش نهاده‌بود بهره گرفت تا این‌ها را روشن کند: خواص شیمیایی یک اتم، از جمله جای آن در جدول تناوبی، به آرایش الکترون‌های آن بستگی دارد. فروپاشی پرتوزا، بار هسته و درنتیجه تعداد الکترونها و ماهیت شیمیایی اتم را تغییر می‌دهد. او پس‌از آن، به رابطهٔ عدد اتمی یک عنصر، که تعیین‌کنندهٔ رفتار شیمیایی آن است، و تعداد الکترون‌های اتم پی برد. او، ۱۹۱۴ تا ۱۹۱۶ را در منچستر گذراند و آنجا بار دیگر با حمایت رادرفورد به‌کار پرداخت. بور در دههٔ ۱۹۳۰، در کنار کار روی نظریهٔ کوانتومی، سهمی نیز در پیش‌برد زمینهٔ جدید فیزیک هسته‌ای داشت. برداشت او از هستهٔ اتم که وی آن را به «قطره» تشبیه کرد، قدم مهمی در راه درک پدیده‌های هسته‌ای شد. پس‌از جنگ جهانی دوم، بور با هدف محدودکردن خطرات جنگ هسته‌ای، ژوئن ۱۹۵۰، نامه‌ای سرگشاده به سازمان ملل متحد نوشت و درخواستش را برای بنیان‌گذاری یک «دنیای آزاد»، به عنوان پیش‌شرط صلح تکرار کرد. از کارهای علمی بعدی او، ۱۹۵۵، می‌توان به رهبری در سامان‌دادن به مؤسسه‌ای دانمارکی برای بهره‌گیری سازنده از انرژی هسته‌ای اشاره کرد. سال‌های پایانی زندگی بور در سال‌های پایانی عمر، در عرصهٔ فیزیک، بیشتر، تماشاگر بود تا بازیگر، گرچه هنوز در برافراشتن اخلاق در جامعه تلاش می‌کرد. او در دورهٔ کاری‌اش بر دو نسل از فیزیک‌دانان اثر گذاشت، به روش برخورد آن‌ها با مسائل علمی شکل داد و الگوی درست‌زیستن برای دانش‌پژوهان بود. این مدل، مانند یک منظومهٔ خورشیدیِ بسیار کوچک بود؛ یعنی هسته‌ای در مرکز، مانند خورشید، و الکترون‌هایی در گردش به گرد آن، مانند سیاره‌ها. فیزیک‌دانان طرح کلی آن را پذیرفته بودند اما در آن اشکال بزرگی، که امروزه آن را ناهنجاری می‌خوانند، می‌دیدند. | ## بخش 3: نیلز بور | برپایهٔ نظریهٔ الکترومغناطیس، ذرهٔ باردار و چرخانی مانند الکترون، باید در هر دور گردش، مقداری انرژی، تابش کند و درنتیجه بخشی از انرژی‌اش را از دست بدهد. در چنین حالتی، دایرهٔ مسیر باید مارپیچ‌وار تنگ و تنگ‌تر شود و الکترون سرانجام روی هسته بیفتد، اما در واقع، چنین نشده و الکترون‌ها به‌روی هسته فرو نمی‌ریزند و اتم، نامحدود، پایدار می‌ماند. بور برای یافتن توضیح مسئله، شیوهٔ تازه‌ای به‌کار برد و گفت: تئوری را رها کنیم؛ الکترون تا زمانی که به گردش ادامه می‌دهد، از خود هیچ تابشی نمی‌کند. او این را در حالی می‌گفت که نظریه و شواهد آزمایشگاهی، نشان می‌دادند که وقتی هیدروژن حرارت ببیند از خود نور تابش می‌کند و عقیده بر این بود که آن نور از الکترون اتم هم تابش می‌شود. او در توضیح چگونگی رفتار الکترون، بیان کرد که الکترون دررفتن از مداری به مدار دیگر، انرژی را به‌صورت بسته یا پیمانه‌هایی از انرژی تشعشعی جذب یا تابش می‌کند، چیزی که امروزه فوتون یا کوانتای نور نامیده می‌شود. 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 کارکشته‌تر مانند تامسون دربارهٔ درستی نظریهٔ بور تردید کردند، اما رادرفورد از حامیان آن شد، و نظریهٔ جدید سرانجام پذیرفته‌شد. بعدها با نظریه شرودینگر، که زیرلایه‌ها را توجیه می‌کرد (مانند s p ...)، این مشکل برطرف شد. وضعیت مدارهای مجاز (پایدار) در مدل بور مشخص نیست؛ معلوم نیست که زاویه‌دارند یا در یک صفحه قرار گرفته‌اند. لازم نیست که مداری با بیشترین شعاع، دارای بیشترین انرژی هم باشد، درحالی‌که بور، برعکس این را گفته بود. گرچه مدل اتمی بور در توجیه طیف نشری خطی هیدروژن موفق است، نمی‌تواند وضعیت طیف اتم‌های دیگر را توجیه کند. | ## جمع‌بندی | یک مدل اتمی کامل باید به هر سه جزء اتم، یعنی پروتون نوترون و الکترون بپردازد، اما مدل اتمی بور، بیشتر روی الکترون متمرکز شده‌بود.