ARNOLD SOMMERFELD: BIOGRAFI, ATOMMODELL, BIDRAG - ARTE - 2024

Arnold Sommerfeld (1868-1951) var en tysk fysiker, mest kjent for å ha utviklet atomteori med Bohr for mer enn et århundre siden. Han var en av grunnleggerne av teoretisk fysikk, som ble en selvstendig disiplin takket være hans bidrag, sammen med verkene til Max Planck, Albert Einstein og Niels Nohr. Han regnes som en pioner innen kvante- og atomfysikk.

I dag er Bohr-Sommerfeld-atomet og den fine strukturen konstant fremdeles begreper som brukes av fysikere. Noen forskere har assosiert Sommerfeld navn med den første moderne teoretiske fysikkskolen. Hans bidrag ble også reflektert i læreboka Atomstruktur og spektrallinjer, veldig viktig i atomfysikken.

Kilde: GFHund, via wikimedia commons.

Denne forfatterboka hans spredte seg over hele verden, ble oversatt til flere språk og var en pilar i opplæringen av mange studenter innen kjernefysikk.

Biografi

Hans fulle navn var Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld. Den tyske fysikeren ble født 5. desember 1868 i Königsberg, Tyskland.

Foreldrene hans var Cäcile Matthias og Franz Sommerfeld, datidens lege. Paret fikk flere barn: Walter, født i 1863, var Arnolds eldre bror, som også hadde en søster. Margarethe var to år yngre enn Arnold, men levde bare i 10 år da hun var rammet av skarlagensfeber.

Fra en tidlig alder viste Arnold stor interesse for kunsten og var til og med veldig talentfull.

studier

Hans interesse for kunst gjenspeiles i studiene han utførte i hjembyen Königsberg. Han viste en spesiell lidenskap for litteratur, spesielt for de klassiske verkene fra tyske forfattere. Han hadde ikke karakterer som var fremragende i alle fag, selv om han heller ikke var en dårlig student.

Før han begynte på universitetet, var ideen som gikk rundt hodet hans å vie seg til byggenæringen, et område der et familiemedlem allerede hadde arbeidet.

Det eneste problemet Sommerfeld fant var at for å jobbe i sivilingeniørområdet, måtte han ha forlatt hjembyen og bosatt seg i en by som hadde et teknisk universitet hvor det ble undervist i studier som ville tjene ham for karrieren.

Ved Albert-universitetet i Königsberg, oppkalt etter grunnleggeren, kunne han ikke studere ingeniørfag. Men siden han ikke var veldig sikker på karrieren han ønsket å velge, tok flyttingen en baksete, og han foretrakk å holde seg nær familien.

Universitetsetappe

I løpet av det første semesteret orienterte han seg om kursene som ble undervist ved institusjonen. Han meldte seg på kurs i økonomi, økonomisk politikk, etnografi, politiske partier, regning, tysk sivilrett, kritikk av Kant og grunnleggende om etikk.

Etter endt første semester begynte Sommerfeld å fokusere pensum på kurs som hadde en mer teknisk base, men han fortsatte uten å fokusere på fysikkområdet. Egentlig var hans viktigste interesse innen matematikk.

Han tilbrakte seks år på college, tjente en doktorgrad og fikk tillit til å møte fremtiden. Blant professorene hans regnet han personligheter som Ferdinand von Lindemann, Adolf Hurwitz, David Hilbert og også fysikeren Emil Wiechert.

Militær scene

Etter å ha fullført universitetsstudiene, oppfylte Sommerfeld sine forpliktelser på militærområdet som frivillig i ett år. Han var en del av infanteriregimentet på Königsberg, selv om det ikke var en jobb han likte; han betraktet militærarbeidet til en soldat som noe kjedelig.

En av fordelene med å ha trent for infanteriregimentet var at det var i Königsberg og derfor holdt seg nær hjemme. Selv på grunn av det frivillige arbeidet hans, kunne han sove hjemme.

Løp

Etter å ha fullført sine forpliktelser i den militære verden og etter å ha oppnådd en doktorgrad, flyttet han til Göttingen i 1891 for å jobbe ved universitetet i den byen. I Göttingen arbeidet han med å lære noen klasser i matematikk og teoretisk fysikk. Han fungerte også som assistent for Felix Klein, en kjent matematiker i den tiden.

I 1897 dro han til Clausthal Zellerfeld University, i Goslar, hvor han også underviste i tre år før han flyttet til Aachen. Ved byens universitet tjente han som professor i teknisk ingeniørfag.

Å være professor i teoretisk fysikk i München, mellom 1906 og 1931, var det da han fullførte sine mest relevante arbeider. Han kom til München for å erstatte fysikeren Ludwig Boltzmann som professor i teoretisk fysikk. I tillegg hadde han ansvaret for ledelsen av Institute of Theoretical Education som var i München i Universitetet i staten.

Død

Arnold Sommerfeld døde 26. april 1951. Hans død skjedde i München, hvor han led en trafikkulykke mens han gikk med barnebarna.

I slutten av mars gikk den tyske fysikeren rundt hjemmet sitt i München med barnebarna, da han ble truffet av en bil. Etter ti dager mistet han bevisstheten og kort tid etter døde han som et resultat av skadene han pådro seg som følge av ulykken.

Atommodeller

Hans hovedverk skjedde i 1915 da han sammen med den danske fysikeren Niels Bohr hadde ansvaret for å transformere noen aspekter ved atomteorien. For dette stolte begge forskerne på andre teorier, for eksempel kvante og relativistiske.

Motivasjonen hans var basert på at atomteorien hadde mangler når det gjaldt å forklare hva komplekse atomer var

I ideene som Sommerfeld og Bohr tok opp, forklarte de at banene laget av elektroner var elliptiske i form. I tillegg hadde disse banene et annet kvantetall, ansett som sekundært.

Betydningen av disse kvantetallene, både det sekundære og det viktigste Bohr oppnådde, var at han bestemte om elektronet hadde et vinkelmoment. Dette var relevant fordi det tillot oss å bestemme om elektronet hadde kinetisk energi.

Han snakket også om tilstedeværelsen av et tredje kvantetall, som ble kalt magnetisk. Dette tallet hadde som funksjon å fastslå hvor tilbøyelig planet for bane var.

For året 1916 viste den tyske fysikeren Friedrich Paschen at Sommerfelds ideer var riktige, men det var ikke en endelig teori da den ikke løste noen problemer.

problemer

Det periodiske systemet med elementene og atferden på det kjemiske nivået som de hadde hatt en bedre forklaring takket være atommodellen kalt Bohr-Sommerfeld. Men bidraget fra andre studier var også nødvendig for dette. For eksempel hadde den fordel av påfølgende funn.

I likhet med Wolfgang Pauli i 1924, som uttalte at tilstedeværelsen av to elektroner ikke kunne forekomme på samme tid hvis de hadde samme kvantetall. Videre ble et fjerde kvantetall introdusert i 1924 takket være fremskrittene fra Goudsmit og Unlenbeck.

Det var ideene om bølgekvantemekanikk som muliggjorde bedre analyse av spektra. Til slutt ble denne Bohr-Sommerfeld-modellen senere erstattet av en modell som var avhengig av bølgemekanikk.

Andre bidrag

Sommerfelds arbeid tillot ham å utvikle flere ideer på feltet. Av hans anvendelser av teorien på tekniske problemer, var teorien han utviklet om smøremiddelfriksjon og hans bidrag til trådløs telegrafi de mest kjente.

Hans bidrag på andre felt var også relevante, spesielt da han arbeidet med den klassiske teorien om elektromagnetisme.

Hans arbeid som lærer var også et stort bidrag til den vitenskapelige verden. Fra 1906, da han ankom Universitetet i München, trente han flere generasjoner teoretiske fysikere. Studentene hans inkluderer åtte nobelprisvinnere.

Det var viktig for å introdusere andre og tredje kvantetall, men også teorien om røntgenbølgen.

I løpet av den siste fasen av karrieren hadde tyskeren ansvaret for å bruke statistisk mekanikk for å forklare en viss oppførsel. Spesifikt forklarte han de elektroniske egenskapene som metaller hadde.

Han hadde en fremtredende rolle i etableringen av Journal of Physics i 1920. Denne publikasjonen tjente til å publisere og gjennomgå mange arbeider innen fysikkområdet.

Publiserte arbeider

Sommerfeld publiserte flere verk gjennom hele karrieren. To av verkene hans var de mest fremragende, som tilfellet er med atomer og spektrallinjer og teksten Introduksjon til teoretisk fysikk.

Totalt var det mer enn 10 bøker som ble forfatter, noen av dem har flere bind. I tillegg til de mange artiklene han skrev om ideene og oppdagelsene sine.

Nobelpriser

Sommerfeld er hovedpersonen i en av de mest nysgjerrige sakene i den vitenskapelige verden. Til tross for alle bidragene han ga, ble han aldri tildelt en nobelpris i fysikk.

Det er enda mer nysgjerrig hvis du tar i betraktning at han er fysikeren med flest nominasjoner i Nobelprisens historie. Det har totalt 84 kandidater, som ble akkumulert mellom årene 1917 og 1951.

Først i 1929 hadde han ni nominasjoner. Og året han døde fikk han fire til.

Selv om han aldri mottok prisen, har han æren av å være fysikeren med de mest vinnende studentene.

referanser

1. Arnold Sommerfeld - tysk fysiker. Gjenopprettet fra britannica.com
2. Beléndez, A. (2017). Sommerfeld: den evige nobelkandidaten. Gjenopprettet fra bbvaopenmind.com
3. Eckert, M. (2013). Arnold Sommerfeld. New York, NY: Springer.
4. Izquierdo Sañudo, M. (2013). Historisk utvikling av prinsippene for kjemi. : Uned - National University.
5. Seth, S. (2010). Lage kvantumet. Cambridge, Mass .: MIT Press.