原子物理学的奠基人——尼尔斯·玻尔
尼尔斯·玻尔
尼尔斯·玻尔(Niels Henrik David Bohr,1885—1962),丹麦物理学家,哥本哈根学派的创始人。
1885年10月7日, 玻尔出生于丹麦哥本哈根,三个孩子中是老二。家庭属于上层知识分子阶层,父亲克里斯琴·玻尔是哥本哈根大学一名杰出的生理学教授,母亲爱伦·艾德勒出生于在银行、政治和教育各业中均很活跃的富有的犹太人家庭。父母从小关心玻尔的天赋得以充分发展,除学校的正规教育外,每一阶段都辅以有效的家庭教育,使玻尔心中充满光辉的榜样和鼓舞的典范。玻尔少年时经常随父亲参加每周星期五丹麦科学家的家庭学术性聚会,受到了许多潜移默化的科学熏陶。
玻尔1903年入哥本哈根大学数学和自然科学系,主修物理学。1907年大学二年级时研究水的表面张力问题,自制实验器材,通过实验取得了精确的数据,并在理论方面改进了物理学家瑞利的理论,研究论文获得丹麦科学院的金奖章,并先后于1909年和1911年分别以关于金属电子论的论文获得哥本哈根大学的科学硕士和哲学博士学位。随后去英国学习,先在剑桥J.J.汤姆孙主持的卡文迪许实验室,由于对卢瑟福的仰慕,于1912年3月到曼彻斯特大学在卢瑟福领导下工作了4个月,参加了以卢瑟福为首的科学集体,从此和卢瑟福建立了长期的密切关系。
1912 年,玻尔开始了他幸福的婚姻生活。1913 年,他发表了三篇论文,玻尔在这篇幅著作中创造性把卢瑟福、普朗克和爱因斯坦的思想结合起来了,把原子结构模型、量子论和光谱学结合在一起了,揭开了物理学崭新的一页。1916年任哥本哈根大学物理学教授,1917年当选为丹麦皇家科学院院士。1920年创建哥本哈根理论物理研究所,任所长。1922年玻尔荣获诺贝尔物理学奖。1923年接受英国曼彻斯特大学和剑桥大学名誉博士学位。1937年五六月间,玻尔曾经到过中国访问和讲学,受到中国物理学界的热烈欢迎。1939年任丹麦皇家科学院院长。玻尔在1939 年访问美国时,说哥本哈根实验室已经证明了铀核裂变可释放出能量。第二次世界大战开始,丹麦被德国法西斯占领。1943 年,在盟军的安排下,玻尔一家乘飞机逃出本国,先到瑞典,再到英国,最后到达美国。在那里,玻尔和他的儿子艾吉·玻尔(Aage Bohr,1922— )担任制造第一颗原子弹的洛斯阿拉莫斯实验室的顾问,给予该计划很大的帮助。二次大战结束后,玻尔很快回到了丹麦继续主持研究所的工作,并大力促进核能的和平利用。1947年丹麦政府为了表彰玻尔的功绩,封他为“骑象勋爵”。1952年玻尔倡议建立欧洲原子核研究中心(CERN),并且自任主席。1955年他参加创建北欧理论原子物理学研究所,担任管委会主任。同年丹麦成立原子能委员会,玻尔被任命为主席。1957 年获首届原子能和平应用奖。他从1939年起被选为丹麦皇家科学院的主席。每届任满,人们总是一致地重选他,直至1962年11月18日,玻尔因心脏病突发而逝世。
玻尔一生身体健康,年少时是一位优秀的足球运动员。他的家庭生活也非常美满,和太太的感情很好。他们生了五个儿子,第四子艾吉·玻尔是著名的核物理学家,并和另外两位科学家联合获得1957年的诺贝尔物理学奖。正如德国物理学家弗兰克在一篇纪念文章中所写的那样:“尼尔斯·玻尔度过了十分丰富而幸福的一生。他的天才和他的能力使他揭开了科学中的新纪元……玻尔赢得了一切有幸熟悉他的人的热爱和全世界的尊敬。”
玻尔从1905年开始他的科学生涯,一生从事科学研究,整整达57年之久。他的研究工作开始于原子结构未知的年代,结束于原子科学已趋成熟、原子核物理已经得到广泛应用的时代。他对原子科学的贡献使他无疑地成了20世纪上半叶与爱因斯坦并驾齐驱的、最伟大的物理学家之一。
玻尔对物理学最重要的贡献是创立了原子结构理论,为20世纪原子物理学开劈了道路。
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