Поділитися:
Вернер Гейзенберг Біографія, відкриття та внески, твори
Вернер Гейзенберг (1901 - 1976) був німецьким фізиком і філософом, відомим як людина, якій вдалося сформулювати квантову механіку, що стосується матриць, а також створити принцип невизначеності. Завдяки цим відкриттям йому вдалося завоювати Нобелівську премію з фізики в 1932 році.
Крім того, він вніс внески у теорії гідродинаміки турбулентних рідин, атомного ядра, феромагнетизму, космічних променів, субатомних частинок, серед інших досліджень.
Він був одним із вчених, які втручалися в нацистський німецький проект ядерної зброї під час Другої світової війни. Після закінчення війни він був призначений директором Інституту фізики кайзера Вільгельма.
Він був директором до того часу, як інститут переїхав до Мюнхена, де він розширився і був перейменований в Інститут фізики і астрофізики ім. Макса Планка..
Гейзенберг був президентом Німецької дослідницької ради, комісії з атомної фізики, робочої групи з ядерної фізики та президента Фонду Олександра фон Гумбольдта..
Індекс
- 1 Біографія
- 1.1 Перші роки та навчання
- 1.2 Початки його кар'єри
- 1.3 Нобелівська премія
- 1.4 Нацистські атаки
- 1.5 Гейзенберг під час Другої світової війни
- 1.6 Післявоєнні роки і смерть
- 2 Відкриття та внески
- 2.1 Механіка матриць
- 2.2 Принцип невизначеності
- 2.3 Нейтронно-протонна модель
- 3 Роботи
- 3.1 Фізичні принципи квантової теорії
- 3.2 Фізика і філософія
- 3.3 Фізика і за її межами
- 4 Посилання
Біографія
Перші роки та навчання
Вернер Карл Гайзенберг народився 5 грудня 1901 року у Вюрцбурзі, Німеччина. Він був сином Каспара Ернста Августа Гейзенберга, викладача середньої класичної мови, який став унікальним професором грецьких середньовічних і сучасних досліджень Німеччини в університетській системі. Його мати була жінка на ім'я Енні Укллін.
Він почав навчання в фізиці та математиці в університеті Людвіга Максиміліана в Мюнхені та університеті Георг-Август у Геттінгені між 1920 і 1923 рр..
Професор і фізик, Арнольд Зоммерфельд, спостерігав за своїми кращими студентами і знав про інтерес Гейзенберга в теоріях анатомічної фізики датського Niels Bohr; професор взяв його на фестиваль Бору в червні 1922 року.
Нарешті, в 1923 році він отримав докторську дисертацію в Мюнхені під керівництвом Зоммерфельда і завершив свою абілітацію наступного року.
Тема докторської дисертації Гейзенберга була запропонована самим Зоммерфельдом. Він прагнув звернутися до ідеї турбулентності, розглянутої як модель руху рідини, що характеризується різкими змінами тиску і швидкості течії.
Більш конкретно, Гайзенберг розглядав проблему стабільності за допомогою декількох специфічних рівнянь. У молодості він був членом асоціації німецьких скаутів і частиною Німецького молодіжного руху.
Початок його кар'єри
У період між 1924 і 1927 рр. Гейзенберг виділився як приватизатор (звання професора університету), в Геттінгені.
З 17 вересня 1924 року по 1 травня наступного року він проводив дослідження разом з датським фізиком Нільсом Бором завдяки стипендії, що надається Радою з міжнародної освіти Фонду Рокфеллера..
У 1925 році, протягом шести місяців, він розробив формулювання квантової механіки; досить повна математична реалізація у супроводі німецьких фізиків Макса Борна і Паскуаль Йорданія.
Перебуваючи в Копенгагені, в 1927 році Гейзенбергу вдалося розробити свій принцип невизначеності, працюючи над математичними основами квантової механіки..
Після закінчення розслідування 23 лютого він написав листа австрійському фізику Вольфгангу Паулі, в якому вперше описав такий принцип..
Потім, в 1928 році, він запропонував статтю, опубліковану в Лейпцигу, де використовував принцип виключення Паулі, щоб розгадати таємницю феромагнетизму; фізичне явище, яке виробляє магнітний порядок в тому ж напрямку і сенсі.
На початку 1929 р. Гейзенберг і Паулі представили два документи, які поклали основи теорії релятивістського квантового поля..
Нобелівська премія
Вернеру Гейзенбергу вдалося не тільки розробити науково-дослідну програму для створення квантової теорії поля разом з деякими своїми колегами, але він зумів працювати над теорією атомного ядра після відкриття нейтрона в 1932 р..
У такому проекті йому вдалося розробити модель взаємодії протонів і нейтронів у ранньому описі, який згодом став відомий як сильна сила.
У 1928 році Альберт Ейнштейн висунув Вернера Гейзенберга, Макса Борна і Паскуала Йордану за Нобелівську премію з фізики. Оголошення призу 1932 року було відкладено до листопада 1933 року.
Саме в той момент, коли було оголошено, що Гейзенберг отримав приз 1932 року, за створення квантової механіки. З вкладу Гейзенберга вдалося виявити аллотропні форми водню: тобто, атомні структури відрізняються від речовин, які є простими.
Нацистські атаки
У тому ж році він отримав Нобелівську премію миру в 1933 році, він пережив піднесення нацистської партії. Нацистська політика виключала "неарійців", що означало звільнення багатьох вчителів, у тому числі: Борна, Ейнштейна та інших колег Гайзенберга в Лейпцигу.
Реакція Гейзенберга на такі дії була спокійною, далекою від публічних протестів, тому що він вважав, що нацистський режим не триватиме довго. Гейзенберг швидко став легкою мішенню.
Група радикальних нацистських фізиків пропагувала ідею «арійської фізики», протистоїть «єврейській фізиці», яка пов'язана з теоріями відносності і квантовими теоріями; насправді Гейзенберг був сильно атакований нацистською пресою, називаючи його "білим євреєм".
Зоммерфельд розглядав можливість залишити Гейзенберга наступником класів в Мюнхенському університеті; однак його спроба призначення була невдалою через протидію нацистському руху. Гайзенберг залишився з гірким смаком після довільних рішень нацистів.
Гейзенберг під час Другої світової війни
1 вересня 1939 року у той же день, коли почалася Друга світова війна, була сформована програма німецької ядерної зброї. Після декількох зустрічей Гейзенберг був включений і призначений адміністративним директором.
З 26 по 28 лютого 1942 р. Гейзенберг запропонував наукову конференцію представникам рейху щодо придбання енергії від ядерного поділу.
Крім того, він пояснив величезний енергетичний потенціал, який надає цей тип енергії. Він стверджував, що 250 мільйонів вольт електронів можуть бути випущені через розподіл атомного ядра, тому вони поставили перед собою завдання повністю провести дослідження.
Відкриття ядерного поділу було доведено до німецького прожектора. Проте дослідницька група Гейзенберга не мала успіху у виробництві реактора або атомної бомби.
Деякі посилання наводять Гейзенберга як некомпетентний. Інші ж, з іншого боку, припустили, що затримка була навмисною або що зусилля саботували. Ясно, що в деяких точках розслідування були значні помилки.
Згідно з кількома посиланнями, розшифровка з німецької на англійську мову показує, що і Гейзенберг, і інші колеги були щасливі, що союзники виграли у Другій світовій війні..
Роки післявоєнного і смерті
Нарешті, в 1946 році він відновив свою позицію в Інституті Кайзера Вільгельма, який незабаром став відомий як Інститут фізики Макса Планка. У післявоєнні роки Гейзенберг взяв на себе роль адміністратора і представника німецької науки в Західній Німеччині, зберігаючи аполітичну позицію..
У 1949 році він став першим президентом Німецької дослідницької ради з наміром просувати науку своєї країни на міжнародній арені.
Пізніше, у 1953 році, він став президентом Фонду Гумбольдта; фінансується урядом організація, яка надала стипендії іноземним науковцям для проведення досліджень у Німеччині.
Наприкінці шістдесятих Гейзенберг зумів написати свою автобіографію. Книга була опублікована в Німеччині і через кілька років була перекладена на англійську мову, а потім і на інші мови.
1 лютого 1976 р. Гейзенберг помер від раку нирок і жовчного міхура. Наступного дня його колеги прогулялися з Інституту фізики до свого будинку, розмістивши свічки біля вхідних дверей, щоб виразити повагу до легендарного вченого..
Відкриття та внески
Механіка матриць
Перші моделі квантової механіки були створені Альбертом Ейнштейном, Нільсом Бором та іншими важливими вченими. Пізніше група молодих фізиків розробила антикласичні теорії, засновані на експериментах, а не на інтуїції, використовуючи набагато більш точні мови.
У 1925 році Гейзенберг першим виконав одну з найбільш повних математичних формул квантової механіки. Ідея Гейзенберга полягала в тому, що за допомогою цього рівняння інтенсивності фотонів можна було б передбачити в різноманітних смугах спектру водню.
Ця постановка ґрунтується на тому, що будь-яку систему можна описати і виміряти за допомогою наукових спостережень і вимірювань, адаптованих до теорії матриць. У цьому сенсі матриці є математичними виразами, які пов'язують дані з явищем.
Принцип невизначеності
Квантова фізика часто плутає, оскільки те, що визначено, замінюється ймовірностями. Наприклад, частинка може бути в одному або іншому місці, або навіть в обох одночасно; Ви можете лише оцінити своє місцезнаходження за допомогою ймовірностей.
Цю квантову плутанину можна пояснити завдяки принципу невизначеності Гейзенберга. У 1927 році німецький фізик пояснив свій принцип, вимірявши положення і рух частинки. Наприклад, імпульс об'єкта - це його маса, помножена на його швидкість.
Враховуючи цей факт, принцип невизначеності вказує на те, що не можна з абсолютною впевненістю знати положення і рух частинки. Гейзенберг стверджував, що існує обмеження щодо того, наскільки добре можна знати положення і імпульс частинки, навіть використовуючи його теорію.
Для Гейзенберга, якщо ви знаєте цю позицію дуже точно, ви можете мати лише обмежену інформацію про свій імпульс.
Нейтронно-протонна модель
Протон-електронна модель представила певні проблеми. Хоча було прийнято, що атомне ядро складається з протонів і нейтронів, природа нейтрона була не ясна.
Після відкриття нейтронів Вернер Гейзенберг і радянсько-український фізик Дмитро Іваненко запропонували модель протонів і нейтронів для ядра, в 1932 році..
Документи Гейзенберга містять докладний опис протонів і нейтронів всередині ядра через квантову механіку. Також передбачалося наявність ядерних електронів, відокремлених від нейтронів і протонів.
Більш конкретно, він припустив, що нейтрон є протон-електронним з'єднанням, для якого немає квантово-механічного пояснення.
Хоча нейтронно-протонна модель вирішила багато проблем і розшифрувала деякі питання, було проблемою пояснити, як електрони можуть виходити з ядра. Тим не менш, завдяки цим відкриттям образ атома змінювався і значно прискорював відкриття атомної фізики.
Працює
Фізичні принципи квантової теорії
Фізичні принципи квантової теорії Це була книга, написана Вернером Гейзенбергом, опублікована вперше в 1930 році завдяки Чиказькому університету. Пізніше, в 1949 році, нова версія була перевидана для успіху.
Німецький фізик написав цю книгу з метою обговорення квантової механіки простим способом, з малою технічною мовою, щоб забезпечити швидке розуміння цієї науки.
Книга цитується понад 1200 разів у довідниках та важливих офіційних джерелах. Структура роботи грунтується принципово на швидкому і простому обговоренні квантової теорії та її принципу невизначеності.
Фізика і філософія
Фізика і філософія Вона складалася з основоположної роботи, написаної коротко Вернером Гайзенбергом у 1958 році. У цій роботі Гейзенберг пояснює події революції в сучасній фізиці з основи його видатних статей та внесків..
Хайзенберг характеризувався тим, що протягом своєї наукової кар'єри зробив незліченні лекції та розмови про фізику. У цьому сенсі ця робота є компіляцією всіх переговорів, пов'язаних з відкриттями німецького вченого: принцип невизначеності і атомна модель.
Фізика і за її межами
Фізика і за її межами була книга, написана Вернером Гайзенбергом у 1969 році, яка розповідає історію атомних досліджень і квантової механіки з його досвіду.
Книга веде розмови дебатів між Гейзенбергом та іншими його колегами того часу про різні наукові теми. Цей текст включає розмови з Альбертом Ейнштейном.
Намір Гейзенберга полягав у тому, що читач міг би мати досвід відчуття, що він чує особисто різних визнаних фізиків, таких як Нільс Бор або Макса Планка, не тільки говорячи про фізику, але й про інші теми, пов'язані з філософією і політикою; звідси і назва книги.
Крім того, в роботі перераховано виникнення квантової фізики та опис середовища, в якому вони живуть, з детальним описом ландшафтів та їх виховання в природі, характерних для часу.
Список літератури
- Вернер Гейзенберг, Річард Бейлер, (n.d.). Взяті з Britannica.com
- Вайнер Гейзенберг, портал Відомі вчені, (n.d.). Взяті з famousscientists.org
- Вернер Карл Гайзенберг, Університет порталу Сент-Ендрюс, Шотландія (n.d.). Взяті з груп.dcs.st-and.ac.uk
- Вернер Гейзенберг, Вікіпедія в Іспанії, (n.d.). Взяті з Wikipedia.org
- Квантова невизначеність не у всіх вимірах, Джефф Брумфіел, (2012). Взяті з nature.com