Эйнштейн и Нобелевские премии. Постулаты Нильса Бора.
FB.ru: http://fb.ru/article/328878/nobelevskaya-premiya-eynshteyna-za-teoriyu-fotoeffekta#image1893347
В истории мировой науки трудно найти ученого такого же масштаба, как Альберт Эйнштейн. Однако его путь к славе и всеобщему признанию не был легким. Достаточно сказать, что Нобелевскую премию Альберт Эйнштейн получил лишь после того, как безуспешно номинировался на нее более 10 раз.
После окончания вуза Альберт Эйнштейн долго не мог найти работу и даже голодал. Тем не менее, именно в этот период он написал и опубликовал свой первый труд. В 1902 году будущий великий ученый стал работать в Бюро патентов. Спустя 3 года он опубликовал в ведущем немецком журнале «Анналы физики» 3 статьи, которые впоследствии были признаны предвестниками научной революции. В них он изложил основы теории относительности, фундаментальной квантовой теории, из которой в дальнейшем появилась теория фотоэффекта Эйнштейна, и свои идеи относительно статистического описания броуновского движения.
Все 3 статьи ученого, опубликованные в 1905 году в «Анналах физики», стали предметом горячего обсуждения коллег по цеху. Идеи, которые он представил научному сообществу, безусловно, заслуживали того, чтобы принести Альберту Эйнштейну Нобелевскую премию. Однако они не сразу были признаны в академических кругах. Если часть ученых безоговорочно поддержали коллегу, то нашлась довольно большая группа физиков, которые, будучи экспериментаторами, требовали представить результаты эмпирических исследований
Впервые великий ученый был номинирован на эту награду в 1910 году. Его «крестным отцом» стал лауреат Нобелевской премии в области химии Вильгельм Оствальд. Интересно, что за 9 лет до этого события последний отказался взять Эйнштейна на работу. В своем представлении он подчеркивал, что теория относительности является глубоко научной и физической, а не просто философскими рассуждениями, как ее пытались представить недоброжелатели Эйнштейна. В последующие годы Оствальд неоднократно отстаивал эту точку зрения, повторно выдвигая его на протяжении нескольких лет.
Нобелевский комитет отклонил кандидатуру Эйнштейна, с той формулировкой, что теория относительности не соответствует точно ни одному из этих критериев. В частности, было отмечено, что следует дождаться более явного ее экспериментального подтверждения. Как бы там ни было, в 1910 году премия была присуждена Яну Ван-дер-Ваальсу, за вывод уравнения состояния газов и жидкостей.
В течение следующих 10 лет Альберта Эйнштейна на Нобелевскую премию номинировали практически ежегодно, за исключением 1911 и 1915 годов. При этом всегда в качестве работы, которая была достойна такой престижной награды, указывалась теория относительности. Именно это обстоятельство стало причиной того, что даже современники часто сомневались, сколько Нобелевских премий получил Эйнштейн.
К несчастью, 3 из 5 членов Нобелевского комитета были из шведского Уппсальского университета, известного своей мощной научной школой, представители которой достигли больших успехов в деле усовершенствования измерительных приборов и экспериментальной техники. Они крайне подозрительно относились к чистым теоретикам. Их «жертвой» стал не один только Эйнштейн. Нобелевская премия так и не была вручена выдающемуся ученому Анри Пуанкаре, а Макс Планк получил ее в 1919 году после долгих обсуждений. Большинство физиков требовали экспериментального подтверждения теории относительности. Однако на тот момент сделать это не представлялось возможным
1919 год стал временем триумфа Эйнштейна. Даже Лоренц, который до этого относился к его идеям скептически, признал их ценность. Одновременно с Нильсом Бором и еще 6-ю другими учеными, имевшими право выдвигать коллег на Нобелевскую премию, он высказался в поддержку Альберта Эйнштейна. Однако в дело вмешалась политика. Хотя всем было ясно, то самая заслуженная кандидатура — Эйнштейн, Нобелевская премия по физике за 1920 год была вручена Шарлю Эдуарду Гийому за исследование аномалий в сплавах никеля и стали. Тем не менее, споры продолжались, и было очевидно, что мировая общественность не поймет, если ученый останется без заслуженной награды
В 1921 году число ученых, предложивших кандидатуру создателя теории относительности, достигло апогея. За Эйнштейна высказалось 14 человек, которые официально имели право выдвигать претендентов. Один из самых авторитетных членов Королевского общества Швеции Эддингтон в своем письме даже сравнил его с Ньютоном и указал, что он превосходит всех своих современников. Тем не менее, Нобелевский комитет поручил выступить с докладом о ценности теории относительности лауреату в области медицины за 1911 год Альвару Гульстранду. Этот ученый, будучи профессором офтальмологии университета Уппсалы, резко и безграмотно раскритиковал Эйнштейна. В частности, он утверждал, что изгибание светового луча нельзя считать истинной проверкой теории Альберта Эйнштейна. Он также призвал не считать доказательством наблюдения, сделанные относительно орбит Меркурия. Кроме того, его особенно возмутил факт, что длина измерительной линейки может меняться в зависимости от того, движется или нет наблюдатель, и с какой скоростью он это делает.
В результате Нобелевская премия Эйнштейну в 1921-м году не была присуждена, и было решено никого не награждать. Сохранить лицо Нобелевскому комитету помог физик-теоретик Карл Вильгельм Озеен из университета в Уппсале. Он исходил из того, что совсем неважно, за что Эйнштейн получит Нобелевскую премию. В связи с этим он предложил присудить ее «за открытие закона фотоэлектрического эффекта». Озеен также посоветовал членам комитета, чтобы в ходе 22-й церемонии был награжден не только Эйнштейн.
Нобелевская премия в год, предшествовавший 1921-му не вручалась, поэтому в 1922 году стало возможно отметить заслуги сразу двух ученых. Вторым лауреатом стал Нильс Бор. Эйнштейн пропустил официальную церемонию вручения Нобелевской премии. Свою речь он произнес позже, и она была посвящена теории относительности.
Время показало значимость открытий этого ученого для мировой науки. Даже если бы Нобелевская премия Эйнштейну не была вручена, он все равно вошел бы в анналы мировой истории, как человек, изменивший представления человечества о пространстве и времени
Нобелевская премия 1922 года по физике была присуждена Нильсу Бору с формулировкой "За работы по исследованию структуры атомов и их излучения". Планетарная модель атома, созданная Резерфордом, встретила полное недоумение, так как она противоречила казавшимся тогда незыблемыми основам физики. Нужно было как-то объяснить, почему вращающиеся вокруг ядра электроны не излучают энергию и не падают на атомные ядра. Большое значение в развитии представлений о строении атома сыграла модель Н. Бора, которая представляла собой введение квантовых условий в модель Резерфорда, построенную на основе классических представлений. В 1913 г. Н. Бор сформулировал свои знаменитые постулаты.
1й постулат Бора. Электроны в атоме могут находиться не на любых энергетических уровнях, допускаемых классической механикой. Они могут находиться лишь на определённых стационарных уровнях, на которых орбитальный момент импульса электрона L кратен величине ħ = hç2π: Атом в стационарном состоянии не излучает и не поглощает энергии.
2й постулат Бора. Переход электрона с одного уровня на другой сопровождается излучением или поглощением кванта энергии
Пытаясь понять причины возникновения нестабильных энергетических состояний в Солнечной системе ученые все чаше возвращаются к удивительно простому, точному и наглядному объяснению планетарной модели атома водорода, предложенной Бором, несмотря на то, что теория Бора логически противоречива. Она не является ни классической, ни квантовой. В системе двух уравнений, лежащих в её основе, одно – уравнение движения электрона – классическое, другое – условие квантования орбит – квантовое
Кроме того теория Бора не позволяет определять интенсивность спектральных линий. Известно, что линии в спектрах имеют разную яркость. Очевидно, дело в том, что с одного и того же энергетического уровня одни переходы совершаются относительно чаще, другие – реже. Но почему это происходит, теория Бора не даёт объяснения. В её рамках нет даже базы для постановки такого вопроса.
Она также не работает в атомах, следующих за водородом. Нет механизма формирования структуры атомов в таблице Менделеева. Теория Бора не объясняет природу химических связей. Не позволяет объяснить спектры многоэлектронных атомов.
Но жизнь все настойчивее требует решения этих поставленных Бором вопросов
