АВОГАДРО Амедео

Андре-Мари АМПЕР

Доминик-Франсуа АРАГО

Анри БЕККЕРЕЛЬ

Немецкий физик Вернер Карл Гейзенберг родился в Дуйсбурге в семье Августа Гейзенберга, профессора греческого языка, Мюнхенского университета, и урожденной Анни Vekleyn.

Детство Гейзенберга прошли в Дуйсбурге, где он учился в гимназии Максимилиана. В 1920 году он поступил в Мюнхенский университет, где изучал физику под руководством знаменитого Арнольда Зоммерфельда.
Гейзенберг был выдающимся студентом и уже в 1923 году он защитил докторскую диссертацию. Она была посвящена некоторым аспектам квантовой теории. Следующий год он провел в Геттингенском университете в качестве ассистента Макса Борна, а затем получил стипендию Фонда Рокфеллера, подошел к Нильса Бора в Копенгагене, где он оставался до 1927 года, за исключением длительных визитов в Геттинген.

Наибольший интерес у Гейзенберга называемые нерешенные проблемы строения атома и растущее расхождение между моделью, предложенной Бором, экспериментальным и теоретическим данным. В 1925 году, во время короткого отдыха после приступа сенной лихорадки Гейзенберг в порыве вдохновения, он увидел совершенно новый подход к применению квантовой теории для решения всех трудностей в модели Бора.
Несколько недель спустя, он изложил свои идеи в статье.

Макс Планк положил начало квантовой теории в 1900 году, он объяснил соотношение между температурой тела и излучение ими, выдвигая гипотезу, что энергия, излучаемая малыми дискретными порциями. Энергия каждого из этих участков, или кванты, как это предложил Альберт Эйнштейн назвал ее, пропорциональна частоте излучения. Концепция энергии фотонов было радикально новым, потому что в прошлом веке было доказано, что излучение, таких, как свет распространяется в виде непрерывных волн.

В 1905 году Эйнштейн фотонов для объяснения фотоэффекта - эмиссии электронов металла поверхности освещении ультрафиолетовым светом. Более интенсивные излучения увеличивается число электронов, испускаемых с поверхности, но не их энергии.
Эйнштейн предложил, в соответствии с которой каждый фотон (свет или другой лучистой энергии), который позже получил название фотона, передает энергию одному электрону. Некоторые из затрат энергии на выпуск электронных, а остальное идет в кинетическую энергию, т.е. проявляется в виде скорости электрона. Потока, падающего на поверхность металла более интенсивного излучения содержит большее число фотонов, которые будут освобождены и большее число электронов, но энергия каждого фотона фиксирована, и это задает предел скорости электронов.

Около 1913 г. Бор предложил свою модель атома: вокруг плотного центрального ядра, орбиты различных радиусов рассматриваться электронов. Использование квантовой теории, он показал, что атомы возбуждаются горения материала или электрического разряда излучает энергию на некоторых характерных частотах. Бор, разрешается только четко определенные орбиты электрона. Когда электрон "прыгает" с одной орбиты на другую, с меньшим количеством энергии, избыток преобразуется в ломтик испускаемого излучения с частотой, определяемой по теории Планка, разностью энергий между уровнями. Первая модель Бора была очень успешной, но вскоре он принял ввести поправки для устранения расхождений между теорией и экспериментальными данными. Многие исследователи отмечают, что, несмотря на свою кажущуюся простоту, оно не может служить основой для последовательного подхода к решению многих задач квантовой физики.

Гейзенберга в лаборатории блестящая идея, что пришло на ум Гейзенберг был изучить явление квантовой события в совершенно ином уровне, чем в классической физике.

Он подошел к ним, как явления, не давая точной визуализации, например, с фотографии, обращающимися на орбитах электронов. Вместо того, визуальные образы, Гейзенберг предложил абстрактное, чисто математическое представление основано на использовании "принципиально наблюдаемых" величин, таких как частоты спектральных линий. В уравнения Гейзенберга были получены таблицы наблюдаемых величин: частот, пространственное положение и импульс.

Он указал на правила, которые позволяют производство этих таблиц различных математических операций. Родился и Гейзенберга признается в таблицах уже давно известна математикам матрицы и показал, что операции на них может быть произведен в соответствии с правилами матричной алгебры - хорошо развитые области математики, но мало известных в то время физикам.
Борн, его студент, Паскуаль Иордан и Гейзенберг разработал концепцию матричной механики и создал метод применяется в квантовой теории исследования атомной структуры.

Несколько месяцев спустя Эрвин Шредингер предложил другую формулировку квантовой механики, которая описывает эти явления в терминах волновых понятий.
Шредингера подход берет свое начало в работах Луи де Бройля высказал предположение, что так называемые волны вопрос: так же, как свет, традиционно считается волн может иметь корпускулярные свойства (фотонов, или квантов света), частицы могут иметь волновые свойства. Позднее было доказано, что матрицы и волновая механика по существу, эквивалентны.

Взятые вместе, они образуют то, что сейчас называется квантовой механики. Вскоре квантовая механика была расширена Полем Дираком и включены в волновое уравнение элементы теории относительности.

В 1927 г. Гейзенберг стал профессором теоретической физики в Лейпцигском университете. В том же году он опубликовал документ, содержащий формулировку принципа неопределенности. Гейзенберг вывел свою принципе как результат умножения матриц. При умножении количества обычных порядка факторов не имеет значения, но в умножение матриц это очень важно.

При расчете умножения некоторых величин, пар, например, импульс частицы и пространственных координат ответ в матричной механики будет зависеть от того, какая из величин (импульс или пространственные координаты) в первую очередь. Понятие упорядоченности величин оказалось весьма глубоким. Это означало, что точное определение количества влияние на других, поэтому значения двух переменных одновременно невозможно знать с абсолютной уверенностью.

Физические величины, как правило, известны из измерений. Каждое измерение содержит некоторую погрешность, но экспериментатор всегда надеется уменьшить ее с помощью лучшего оборудования или более продвинутые методы. Принцип неопределенности устанавливает предел для точности. Он утверждает, что произведение погрешностей измерений двух величин не может быть меньше, чем некоторое фиксированное число - постоянная Планка. Это число буквально пронизывает всю квантовую теорию, так как энергия фотона равна произведению постоянной частоты и Планка.

Когда погрешности измерения обеих величин относительно велики, как и в повседневной жизни, принцип неопределенности не очень эффективны, но на атомном уровне, это очень важно. Например, а не быть записано положение электрона в пространстве, более неопределенным является скорость его.

Даже теоретически, электрон не может быть отнесена одновременно точно известно пространственных координат и точно известной скоростью. Гейзенберг предложил следующий описательный пример: "видеть" электрона в гипотетической sverhmikroskop, она должна направить "свет" с длиной волны сопоставима с размером электрона.

Из квантовой теории, что квант такого света должен иметь такой большой энергией, что при столкновении с электроном он бросил его в сторону. Наблюдение делает нарушения и изменения в то, что не наблюдается.
По данным "Копенгаген" интерпретации (названа так в честь активного участия Нильса Бора с этой проблемой в Копенгагене), который получил наибольшее признание в современной физике, принцип неопределенности ограничивает квантово-механическое описание утверждениями об относительных вероятностях Результаты экспериментов и не предсказывает точные численные значения измеряемых физических величин.

Еще одним успехом новой квантовой механики было предсказание существования двух форм молекул водорода. На каждом очередном молекулы водорода состоит из двух связанных атомов (ядро каждого атома состоит из одного протона). Предполагается, что ядро вращается вокруг своей оси, как волчок (квантовая механика отвергает такую простую картину, но сохраняет понятие спина, или угловой момент, характеризующий вращение ядра вокруг собственной оси).

Поскольку протон несет положительный электрический заряд, его спин имеет характер электрического тока генерирует магнитное поле, которое взаимодействует с другими заряженных частиц и магнитных полей. В одной форме молекулы водорода спины двух ядер в одном направлении (по часовой стрелке или против часовой стрелки). В других ядерных спинов в противоположных направлениях. Вскоре это было доказано наблюдениями линии спектров.

Так как относительная ориентация спинов влияет на положение энергетических уровней, переходы между слегка различными уровнями сопровождаются излучением с различными частотами. Это экспериментальное подтверждение предположения Гейзенберга укрепили свои теоретические исследования.
В 1933 году Гейзенберг был удостоен Нобелевской премии по физике 1932 "для создания квантовой механики, применение которой привело, в частности, открытие аллотропных форм водорода".

В Лейпцигском университете Гейзенберг оставался до 1941 г. Во время своего пребывания в Лейпциге, он выполнил важные работы по ферромагнетизма (средний магнетизма, присущие таким сильно магнитных материалов, таких как железо) и квантовой электродинамике (последние - в соавторстве с Вольфгангом Паули).

Сразу же после открытия Джеймсом Чадвик нейтрона в 1932 году, Гейзенберг выдвинул гипотезу, согласно которой атомные ядра должны состоять из протонов и нейтронов, проведенного ядерного обменного взаимодействия.

В 1941 г. Гейзенберг был назначен профессором физики в Берлинском университете и директор Института кайзера Вильгельма физики. Хотя он не был сторонником нацистского режима, он тем не менее привели германский проект по атомным исследованиям. Американские физики, знавшие способности Гейзенберга, опасались, что он может создать для Германии бомбу они работали в США.

Гейзенберг надеялся получить ядерную энергию, но некомпетентность правительства, его недальновидность, изгнание еврейских ученых и отчуждение от многих других создали серьезные препятствия для исследований, что участники немецкого атомного проекта не смогли даже построить ядерный реактор .
После войны, Гейзенберг, среди других немецких физиков был взят в плен и интернирован в Великобританию. В Германии, он вернулся в 1946 году и был назначен профессором физики в Геттингенском университете и директор Института Макса Планка (ранее кайзера Вильгельма Институт физики). Выполнение этих высоких пошлин, Гейзенберг участвовал в программе по атомной энергии.

Он выступал с публичной критикой канцлера Конрада Аденауэра Германии за недостаточное финансирование ядерной технологии правительством. Гейзенберг был одним из ученых, которые предупреждали мир об опасности ядерной войны. Он принадлежал к противников вооружения бундесвера ядерным оружием.

Гейзенберга также проводится ряд исследований по теории гидродинамической турбулентности, сверхпроводимости и теории элементарных частиц.

В 1937 г. Гейзенберг женился на Элизабет Шумахер. У них было четверо дочерей и трех сыновей. Гейзенберг был большой любитель музыки и прекрасная пианистка. Он часто играл в камерных ансамблях с членами своей семьи. Гейзенберг скончался 1 февраля 1976 года в Мюнхене. Гейзенберг был награжден золотой медалью Барнарда "За выдающиеся научные достижения," Колумбийского университета (1929), золотой медалью Маттеучи Национальной академии наук, Италия (1929), Макса Планка Медаль Немецкого физического общества (1933), бронза медалью Национальной академии наук США (1964), Международной Нильс Бор Золотая медаль датского общества инженеров-строителей, электриков и механиков (1970).

Он был удостоен почетных степеней университетов Брюсселя, Будапешта, Копенгагена, Загреба и Технического университета в Карлсруэ, член академий наук Норвегии, Геттингена, Испании, Германии и Румынии, а также королевского общества, Американского философского Общество, Нью-Йоркской академии наук. Королевской ирландской академии и Японской академии.