АРНОЛЬД СОММЕРФЕЛЬД: БІОГРАФІЯ, АТОМНА МОДЕЛЬ, ВНЕСКИ - АРТЕ - 2025

Арнольд Соммерфельд (1868-1951) був німецьким фізиком, найвідомішим тим, що розробив атомну теорію з Бор більше століття тому. Він був одним із основоположників теоретичної фізики, який став самостійною дисципліною завдяки його внескам, поряд із роботами Макса Планка, Альберта Ейнштейна та Нільса Нора. Його вважають піонером квантової та атомної фізики.

Сьогодні атом Бора-Соммерфельда та константа тонкої структури все ще є поняттями, якими користуються фізики. Деякі вчені пов’язували ім'я Соммерфельда з першою сучасною школою теоретичної фізики. Його внески знайшли відображення також у підручнику «Атомна структура та спектральні лінії», дуже важливі в атомній фізиці.

Джерело: GFHund, через wikimedia commons.

Ця книга його авторства поширилася по всьому світу, була перекладена на декілька мов і була опорою у навчанні багатьох студентів у галузі ядерної фізики.

Біографія

Його повне ім'я було Арнольд Йоханнес Вільгельм Соммерфельд. Німецький фізик народився 5 грудня 1868 року в Кенігсберзі, Німеччина.

Його батьками були Касіль Маттіас і Франц Соммерфельд, тодішній лікар. У пари було більше дітей: Уолтер, 1863 року народження, був старшим братом Арнольда, у якого теж була сестра. Маргарет була на два роки молодша за Арнольда, але прожила лише 10 років, оскільки її постраждала від скарлатини.

З раннього віку Арнольд виявляв великий інтерес до мистецтва і навіть був дуже талановитим.

Дослідження

Його інтерес до мистецтва відбився в дослідженнях, які він проводив у своєму рідному місті Кенігсберг. Він виявив особливу пристрасть до літератури, зокрема до класичних творів німецьких авторів. У нього не було оцінок, які були б видатними з усіх предметів, хоча він і не поганий студент.

Перш ніж починати коледж, ідея, яка обходила його голову, полягала в тому, щоб присвятити себе будівельній галузі, області, в якій вже працював член його сім'ї.

Єдиною проблемою, яку виявив Соммерфельд, було те, що для того, щоб працювати в галузі цивільного будівництва, йому довелося б покинути рідне місто і оселитися у місті, в якому був технічний університет, де викладалися дослідження, які послужили б його кар’єрі.

В Кенігсберзькому університеті Альберта, названому на честь його засновника, він не міг вивчати інженерію. Але оскільки він не був дуже впевнений у кар'єрі, яку хотів обрати, переїзд зайняв заднє місце, і він вважав за краще залишитися поруч зі своєю сім'єю.

Університетська сцена

Протягом першого семестру він зосередився на курсах, які викладали у закладі. Він записався на курси з економіки, економічної політики, етнографії, політичних партій, обчислення, німецького цивільного права, критики Канта та основ етики.

Закінчивши цей перший семестр, Соммерфельд почав зосереджувати свою навчальну програму на курсах, які мали більш технічну базу, але він продовжував, не орієнтуючись на область фізики. Насправді його головний інтерес був у галузі математики.

Він провів шість років у коледжі, здобув ступінь доктора філософії та здобув впевненість у своєму майбутньому. Серед його професорів він розраховував таких особистостей, як Фердинанд фон Ліндеманн, Адольф Гурвіц, Девід Гільберт і також фізик Еміль Віхерт.

Військовий етап

Закінчивши навчання в університеті, Соммерфельд протягом одного року виконував свої зобов’язання у військовій сфері як доброволець. Він був частиною піхотного полку в Кенігсберзі, хоча це була не дуже задоволена робота; він вважав військову роботу солдата чимось нудним.

Однією з переваг підготовки до піхотного полку було те, що він знаходився в Кенігсберзі і тому тримався поруч із домом. Навіть завдяки добровільному характеру своєї праці він міг спати вдома.

Гонка

Виконавши свої зобов'язання у військовому світі та отримавши докторську ступінь, він переїхав у Геттінген у 1891 році, щоб працювати в університеті цього міста. У Геттінгені він працював, викладаючи деякі класи математики та теоретичної фізики. Він також був помічником Фелікса Кляйна, відомого тогочасного математика.

До 1897 року він поїхав до університету Клаустала Зеллерфельда в Госларі, де також викладав три роки, перш ніж переїхати до Ахена. В університеті міста він працював професором технічної інженерії.

Будучи професором теоретичної фізики в Мюнхені між 1906 і 1931 роками, саме тоді він закінчив свої найбільш актуальні праці. Він приїхав у Мюнхен замінити фізика Людвіга Больцмана як професора теоретичної фізики. Крім того, він керував керівництвом Інституту теоретичної освіти, що знаходився в Мюнхені при університеті штату.

Смерть

Арнольд Соммерфельд помер 26 квітня 1951 р. Його смерть сталася в Мюнхені, де він зазнав дорожньо-транспортної пригоди під час прогулянки з онуками.

Наприкінці березня німецький фізик гуляв навколо свого будинку в Мюнхені разом із онуками, коли його вдарив автомобіль. Через десять днів він втратив свідомість і незабаром після смерті внаслідок отриманих травм внаслідок аварії.

Атомні моделі

Його основна робота відбулася в 1915 р., Коли разом з датським фізиком Нільсом Бор він керував трансформацією деяких аспектів атомної теорії. Для цього обидва вчені спиралися на інші теорії, такі як квантова та релятивістська.

Його мотивація ґрунтувалася на тому, що атомна теорія мала вади, коли потрібно було пояснити, що таке складні атоми

У ідеях, які піднімали Соммерфельд і Бор, вони пояснювали, що орбіти, зроблені електронами, мають еліптичну форму. Крім того, ці орбіти мали ще одне квантове число, яке вважалося вторинним.

Важливість цих квантових чисел, як вторинних, так і основних, отриманих Бор, полягала в тому, що він визначав, чи має електрон електронний імпульс. Це було актуально, оскільки це дозволило нам визначити, чи має електрон кінетична енергія.

Він також розповів про наявність третього квантового числа, яке називалося магнітним. Це число мало функцію встановлення нахилу площини орбіти.

До 1916 р. Німецький фізик Фрідріх Пашен показав, що ідеї Соммерфельда були правильними, але це все ще не остаточна теорія, оскільки це не вирішило деяких проблем

проблеми

Періодична система елементів та поведінка на хімічному рівні мали краще пояснення завдяки атомній моделі під назвою Бор-Соммерфельд. Але для цього був необхідний і внесок інших досліджень. Наприклад, вона отримала користь від наступних відкриттів.

Як і Вольфганг Паулі, 1924 р., Який заявив, що присутність двох електронів не може відбуватися одночасно, якби вони мали однакове квантове число. Крім того, четверте квантове число було введено в 1924 році завдяки успіхам Гудсміта та Унленбека.

Саме ідеї хвильової квантової механіки дозволили зробити кращий аналіз спектрів. Нарешті, ця модель Бора-Соммерфельда пізніше була замінена на модель, що спиралася на хвильову механіку.

Інші внески

Робота Соммерфельда дозволила йому розвинути більше ідей у ​​цій галузі. З його застосувань теорії до технічних проблем найбільш відомою була теорія, яку він розробив про тертя мастила та його внесок у бездротову телеграфію.

Його внески в інших сферах також були актуальними, особливо коли він працював над класичною теорією електромагнетизму.

Його робота вчителем також була великим внеском у науковий світ. З 1906 року, приїхавши до Мюнхенського університету, він навчав кілька поколінь фізиків-теоретиків. Його студенти включають вісім нобелівських лауреатів.

Це було важливо для введення другого та третього квантових чисел, але й теорії рентгенівської хвилі.

Під час останнього етапу своєї кар'єри німець відповідав за використання статистичної механіки для пояснення деяких поведінок. Зокрема, він пояснив електронні властивості металів.

Він відіграв визначну роль у створенні «Журналу фізики» у 1920 році. Це видання послужило для публікації та перегляду багатьох праць у галузі фізики.

Опубліковані твори

Соммерфельд опублікував кілька робіт протягом своєї кар’єри. Дві його роботи були найвидатнішими, як це стосується атомів та спектральних ліній та текст Введення в теоретичну фізику.

Загалом було автором понад 10 книг, деякі з них мають кілька томів. Крім багатьох статей, які він писав про свої ідеї та відкриття.

Нобелівські премії

Соммерфельд - головний герой одного з найцікавіших випадків у науковому світі. Незважаючи на всі внески, які він зробив, він ніколи не був удостоєний Нобелівської премії з фізики.

Ще цікавіше, якщо взяти до уваги, що він є фізиком з найбільшою номінацією в історії Нобелівської премії. У ньому є 84 кандидатури, які були накопичені між 1917 та 1951 роками.

Тільки в 1929 році він мав дев'ять номінацій. А за рік помер він отримав ще чотири.

Хоча він ніколи не отримував Премію, він має честь бути фізиком з найбільш переможними студентами.

Список літератури

1. Арнольд Соммерфельд - німецький фізик. Відновлено з britannica.com
2. Белендес, А. (2017). Соммерфельд: Вічний нобелівський кандидат. Відновлено з bbvaopenmind.com
3. Еккерт, М. (2013). Арнольд Соммерфельд. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Спрінгер.
4. Іск'єрдо Саньо, М. (2013). Історична еволюція принципів хімії. : Uned - Національний університет.
5. Сет, С. (2010). Створення кванту. Кембридж, штат Массачусетс: MIT Press.