ARNOLD SOMMERFELD: BIOGRAFIA, MODEL ATOMOWY, WKŁAD - ARTE - 2025

Arnold Sommerfeld (1868-1951) był niemieckim fizykiem, najbardziej znanym z tego, że ponad sto lat temu wraz z Bohrem opracował teorię atomową. Był jednym z twórców fizyki teoretycznej, która dzięki jego wkładowi stała się samodzielną dyscypliną, obok prac Maxa Plancka, Alberta Einsteina i Nielsa Nohra. Uważany jest za pioniera fizyki kwantowej i atomowej.

Dziś atom Bohra-Sommerfelda i stała struktury subtelnej są nadal pojęciami używanymi przez fizyków. Niektórzy uczeni kojarzyli nazwisko Sommerfelda z pierwszą nowoczesną szkołą fizyki teoretycznej. Jego wkład znalazł również odzwierciedlenie w podręczniku Struktura atomu i linie widmowe, bardzo ważnym w fizyce atomowej.

Źródło: GFHund, za pośrednictwem wikimedia commons.

Ta książka jego autorstwa rozpowszechniła się na całym świecie, została przetłumaczona na wiele języków i była filarem szkolenia wielu studentów w dziedzinie fizyki jądrowej.

Biografia

Nazywał się Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld. Niemiecki fizyk urodził się 5 grudnia 1868 roku w Królewcu w Niemczech.

Jego rodzicami byli Cäcile Matthias i Franz Sommerfeld, ówczesny lekarz. Para miała więcej dzieci: Walter, urodzony w 1863 roku, był starszym bratem Arnolda, który również miał siostrę. Margarethe była dwa lata młodsza od Arnolda, ale żyła tylko 10 lat, ponieważ cierpiała na szkarlatynę.

Od najmłodszych lat Arnold wykazywał duże zainteresowanie sztuką i był nawet bardzo utalentowany.

Studia

Jego zainteresowanie sztuką znalazło odzwierciedlenie w studiach, które prowadził w rodzinnym Królewcu. Szczególnie pasjonował się literaturą, zwłaszcza klasyczną twórczością autorów niemieckich. Nie miał ze wszystkich przedmiotów wybitnych ocen, chociaż nie był też złym uczniem.

Przed rozpoczęciem studiów wpadł na pomysł, by poświęcić się branży budowlanej, w której pracował już członek jego rodziny.

Jedynym problemem, który znalazł Sommerfeld, było to, że aby pracować w inżynierii lądowej, musiałby opuścić swoje rodzinne miasto i osiedlić się w mieście, w którym znajdowała się politechnika, na której odbywały się studia, które służyłyby mu w karierze.

Na Uniwersytecie Alberta w Królewcu, nazwanym na cześć jego założyciela, nie mógł studiować inżynierii. Ale ponieważ nie był zbyt pewien kariery, którą chciał wybrać, przeprowadzka zeszła na tylne siedzenie i wolał pozostać blisko swojej rodziny.

Etap uniwersytecki

W pierwszym semestrze zorientował się w przedmiotach prowadzonych w tej instytucji. Zapisał się na kursy z zakresu ekonomii, polityki gospodarczej, etnografii, partii politycznych, rachunku, niemieckiego prawa cywilnego, krytyki Kanta i podstaw etyki.

Po ukończeniu pierwszego semestru Sommerfeld zaczął koncentrować się w swoim programie nauczania na kursach, które miały bardziej techniczną podstawę, ale kontynuował bez skupiania się na obszarze fizyki. Właściwie jego głównym zainteresowaniem była matematyka.

Spędził sześć lat w college'u, zrobił doktorat i nabrał pewności siebie, by stawić czoła swojej przyszłości. Wśród swoich profesorów zaliczył takie osobistości jak Ferdinand von Lindemann, Adolf Hurwitz, David Hilbert, a także fizyk Emil Wiechert.

Scena wojskowa

Po ukończeniu studiów uniwersyteckich Sommerfeld przez rok wypełniał swoje obowiązki w wojsku jako wolontariusz. Był częścią pułku piechoty w Królewcu, chociaż nie była to praca, którą bardzo lubił; uważał wojskową pracę żołnierza za coś nużącego.

Jedną z zalet szkolenia dla pułku piechoty było to, że znajdował się w Królewcu i dlatego pozostawał blisko domu. Nawet ze względu na dobrowolny charakter swojej pracy mógł spać w domu.

Wyścig

Po wypełnieniu obowiązków w świecie wojskowym i uzyskaniu doktoratu przeniósł się w 1891 roku do Getyngi, aby pracować na uniwersytecie tego miasta. W Getyndze prowadził zajęcia z matematyki i fizyki teoretycznej. Był również asystentem znanego matematyka Felixa Kleina.

W 1897 roku wyjechał na Uniwersytet Clausthal Zellerfeld w Goslar, gdzie przez trzy lata uczył, zanim przeniósł się do Akwizgranu. Na uniwersytecie miejskim był profesorem inżynierii technicznej.

Będąc profesorem fizyki teoretycznej w Monachium, w latach 1906–1931 ukończył swoje najważniejsze prace. Przyjechał do Monachium, aby zastąpić fizyka Ludwiga Boltzmanna na stanowisku profesora fizyki teoretycznej. Ponadto kierował Instytutem Edukacji Teoretycznej, który znajdował się w Monachium na Uniwersytecie Stanowym.

Śmierć

Arnold Sommerfeld zmarł 26 kwietnia 1951 r. Jego śmierć nastąpiła w Monachium, gdzie uległ wypadkowi komunikacyjnemu podczas spaceru z wnukami.

Pod koniec marca niemiecki fizyk spacerował z wnukami po swoim domu w Monachium, kiedy potrącił go samochód. Po dziesięciu dniach stracił przytomność i wkrótce potem zmarł z powodu obrażeń odniesionych w wypadku.

Modele atomowe

Jego główna praca powstała w 1915 roku, kiedy wraz z duńskim fizykiem Nielsem Bohrem był odpowiedzialny za przekształcenie niektórych aspektów teorii atomu. W tym celu obaj naukowcy oparli się na innych teoriach, takich jak kwantowa i relatywistyczna.

Jego motywacja była oparta na fakcie, że teoria atomowa miała wady, jeśli chodzi o wyjaśnienie, czym są złożone atomy

W pomysłach wysuniętych przez Sommerfelda i Bohra wyjaśnili, że orbity utworzone przez elektrony mają kształt eliptyczny. Ponadto orbity te miały inną liczbę kwantową, uważaną za drugorzędną.

Znaczenie tych liczb kwantowych, zarówno drugorzędnych, jak i głównych, które uzyskał Bohr, polegało na ustaleniu, czy elektron ma moment pędu. Było to istotne, ponieważ pozwoliło nam określić, czy elektron ma energię kinetyczną.

Mówił także o obecności trzeciej liczby kwantowej, którą nazwano magnetyczną. Liczba ta miała na celu ustalenie nachylenia płaszczyzny orbity.

W roku 1916 niemiecki fizyk Friedrich Paschen wykazał, że pomysły Sommerfelda są poprawne, ale nie jest to ostateczna teoria, ponieważ nie rozwiązuje niektórych problemów.

problemy

Okresowy układ pierwiastków i zachowanie na poziomie chemicznym, które miały lepsze wyjaśnienie dzięki atomowemu modelowi Bohra-Sommerfelda. Ale do tego potrzebny był również wkład innych badań. Na przykład korzystał z kolejnych odkryć.

Podobnie jak Wolfgang Pauli w 1924 r., Który stwierdził, że obecność dwóch elektronów nie mogłaby wystąpić w tym samym czasie, gdyby miały tę samą liczbę kwantową. Co więcej, czwarta liczba kwantowa została wprowadzona w 1924 roku dzięki postępom Goudsmit i Unlenbeck.

To właśnie idee mechaniki kwantowej fal pozwoliły na lepszą analizę widm. Wreszcie ten model Bohra-Sommerfelda został później zastąpiony modelem opartym na mechanice fal.

Inne składki

Praca Sommerfelda pozwoliła mu rozwinąć więcej pomysłów w tej dziedzinie. Spośród jego zastosowań teorii do problemów technicznych, najbardziej znana była teoria, którą rozwinął na temat tarcia smaru i jego wkład w telegrafię bezprzewodową.

Jego wkład w inne dziedziny był również istotny, zwłaszcza gdy pracował nad klasyczną teorią elektromagnetyzmu.

Jego praca nauczycielska była również wielkim wkładem w świat nauki. Od 1906 roku, kiedy przybył na Uniwersytet w Monachium, kształcił kilka pokoleń fizyków teoretycznych. Wśród jego uczniów jest ośmiu laureatów Nagrody Nobla.

Było to ważne dla wprowadzenia drugiej i trzeciej liczby kwantowej, ale także teorii fali rentgenowskiej.

Na ostatnim etapie swojej kariery Niemiec był odpowiedzialny za wykorzystanie mechaniki statystycznej do wyjaśnienia niektórych zachowań. W szczególności wyjaśnił właściwości elektroniczne metali.

Odegrał znaczącą rolę w założeniu Journal of Physics w 1920 roku. Publikacja ta posłużyła do opublikowania i przeglądu wielu prac z dziedziny fizyki.

Opublikowane prace

Sommerfeld opublikował kilka prac w ciągu swojej kariery. Dwie jego prace były najwybitniejsze, podobnie jak Atomy i linie widmowe oraz tekst Wstępu do fizyki teoretycznej.

W sumie powstało ponad 10 książek, niektóre z nich mają kilka tomów. Oprócz wielu artykułów, które napisał o swoich pomysłach i odkryciach.

nagrody Nobla

Sommerfeld jest bohaterem jednego z najciekawszych przypadków w świecie naukowym. Pomimo całego wkładu, jaki wniósł, nigdy nie otrzymał nagrody Nobla w dziedzinie fizyki.

Jeszcze ciekawsze jest, jeśli weźmie się pod uwagę, że to on jest fizykiem z największą w historii nominacją do Nagrody Nobla. Posiada łącznie 84 kandydatury, które skumulowano w latach 1917-1951.

Dopiero w 1929 roku miał dziewięć nominacji. A w roku swojej śmierci otrzymał cztery kolejne.

Chociaż nigdy nie otrzymał tej nagrody, ma zaszczyt być fizykiem z największą liczbą nagrodzonych studentów.

Bibliografia

1. Arnold Sommerfeld - niemiecki fizyk. Odzyskany z britannica.com
2. Beléndez, A. (2017). Sommerfeld: wieczny kandydat do nagrody Nobla. Odzyskany z bbvaopenmind.com
3. Eckert, M. (2013). Arnold Sommerfeld. Nowy Jork, NY: Springer.
4. Izquierdo Sañudo, M. (2013). Historyczna ewolucja podstaw chemii. : Uned - National University.
5. Seth, S. (2010). Tworzenie kwantów. Cambridge, Mass.: MIT Press.