АРНОЛЬД ЗОММЕРФЕЛЬД: БИОГРАФИЯ, АТОМНАЯ МОДЕЛЬ, ВКЛАД - ARTE - 2024

Арнольд Зоммерфельд (1868-1951) был немецким физиком, наиболее известным благодаря разработке атомной теории вместе с Бором более века назад. Он был одним из основателей теоретической физики, которая стала самостоятельной дисциплиной благодаря его вкладу, а также работам Макса Планка, Альберта Эйнштейна и Нильса Нора. Его считают пионером квантовой и атомной физики.

Сегодня атом Бора-Зоммерфельда и постоянная тонкой структуры все еще используются физиками. Некоторые ученые связывают имя Зоммерфельда с первой современной школой теоретической физики. Его вклад был также отражен в учебнике «Структура атома и спектральные линии», очень важные в атомной физике.

Источник: GFHund, через wikimedia commons.

Эта авторская книга распространилась по всему миру, была переведена на несколько языков и стала основой для обучения многих студентов, изучающих ядерную физику.

биография

Его полное имя было Арнольд Иоганнес Вильгельм Зоммерфельд. Немецкий физик родился 5 декабря 1868 года в Кенигсберге, Германия.

Его родителями были Сесиле Матиас и Франц Зоммерфельд, врач того времени. У пары было еще детей: Уолтер, 1863 года рождения, был старшим братом Арнольда, у которого также была сестра. Маргарет была на два года моложе Арнольда, но прожила всего 10 лет, так как заболела скарлатиной.

С ранних лет Арнольд проявлял большой интерес к искусству и даже обладал большим талантом.

Исследования

Его интерес к искусству нашел отражение в исследованиях, которые он проводил в своем родном городе Кенигсберге. Он проявлял особую страсть к литературе, особенно к классическим произведениям немецких авторов. У него не было выдающихся оценок по всем предметам, хотя он и учился неплохо.

Перед поступлением в колледж у него в голове возникла идея посвятить себя строительной отрасли, области, в которой член его семьи уже работал.

Единственная проблема, которую обнаружил Зоммерфельд, заключалась в том, что для того, чтобы работать в области гражданского строительства, ему пришлось бы покинуть свой родной город и обосноваться в городе, где был технический университет, где преподавались занятия, которые послужили бы ему для его карьеры.

В Кенигсбергском университете имени Альберта, названном в честь его основателя, он не мог изучать инженерное дело. Но поскольку он не был очень уверен в своей карьере, которую хотел выбрать, этот шаг отошел на второй план, и он предпочел остаться рядом со своей семьей.

Университетский этап

В течение первого семестра он ориентировался на курсы, преподаваемые в вузе. Он записался на курсы экономики, экономической политики, этнографии, политических партий, математического анализа, немецкого гражданского права, критики Канта и основ этики.

По окончании первого семестра Зоммерфельд начал сосредоточивать свою учебную программу на курсах с более технической базой, но продолжил, не уделяя внимания физике. На самом деле его основной интерес был в области математики.

Он провел шесть лет в колледже, получил степень доктора философии и обрел уверенность в своем будущем. Среди своих профессоров он насчитал таких личностей, как Фердинанд фон Линдеманн, Адольф Гурвиц, Давид Гильберт, а также физик Эмиль Вихерт.

Военный этап

После завершения учебы в университете Зоммерфельд в течение одного года выполнял свои обязанности в военной сфере в качестве волонтера. Он был частью пехотного полка в Кенигсберге, хотя эта работа ему не очень нравилась; он считал военную работу солдата чем-то утомительным.

Одним из преимуществ обучения в пехотном полку было то, что он находился в Кенигсберге и, следовательно, оставался недалеко от дома. Даже из-за того, что его работа была добровольной, он мог спать дома.

раса

Выполнив свои обязанности в военной сфере и получив докторскую степень, он переехал в Геттинген в 1891 году, чтобы работать в университете этого города. В Геттингене он работал преподавателем некоторых классов математики и теоретической физики. Он также служил помощником Феликса Клейна, известного математика того времени.

К 1897 году он поступил в университет Клаусталя Целлерфельда в Госларе, где также преподавал в течение трех лет, прежде чем переехать в Аахен. В городском университете он работал профессором технических наук.

В период с 1906 по 1931 год, будучи профессором теоретической физики в Мюнхене, он завершил свои наиболее важные работы. Он приехал в Мюнхен, чтобы заменить физика Людвига Больцмана на посту профессора теоретической физики. Кроме того, он руководил Институтом теоретического образования, который находился в Мюнхене при государственном университете.

Смерть

Арнольд Зоммерфельд умер 26 апреля 1951 года. Его смерть произошла в Мюнхене, где он попал в дорожно-транспортное происшествие, гуляя с внуками.

В конце марта немецкий физик прогуливался по своему дому в Мюнхене с внуками, когда его сбила машина. Через десять дней он потерял сознание и вскоре умер в результате травм, полученных в результате аварии.

Атомные модели

Его основная работа произошла в 1915 году, когда вместе с датским физиком Нильсом Бором он отвечал за преобразование некоторых аспектов теории атома. Для этого оба ученых опирались на другие теории, например квантовую и релятивистскую.

Его мотивация была основана на том факте, что атомная теория имела недостатки, когда дело доходило до объяснения того, что такое сложные атомы.

В идеях, выдвинутых Зоммерфельдом и Бором, они объяснили, что орбиты, образованные электронами, имеют эллиптическую форму. Кроме того, у этих орбит было другое квантовое число, считающееся вторичным.

Важность этих квантовых чисел, как вторичных, так и основных, полученных Бором, заключалась в том, что он определял, имеет ли электрон угловой момент. Это было актуально, потому что позволяло определить, обладает ли электрон кинетической энергией.

Он также рассказал о наличии третьего квантового числа, которое было названо магнитным. Это число имело функцию определения того, насколько наклонена плоскость орбиты.

В 1916 году немецкий физик Фридрих Пашен показал, что идеи, высказанные Зоммерфельдом, верны, но это не окончательная теория, поскольку она не решает некоторых проблем.

проблемы

Периодическая система элементов и поведение на химическом уровне, которое они имели, получили лучшее объяснение благодаря атомной модели Бора-Зоммерфельда. Но для этого был необходим вклад и других исследований. Например, ему помогли последующие открытия.

Как Вольфганг Паули в 1924 году, который заявил, что присутствие двух электронов не может происходить одновременно, если у них одинаковое квантовое число. Кроме того, четвертое квантовое число было введено в 1924 году благодаря достижениям Гоудсмита и Унленбека.

Именно идеи волновой квантовой механики позволили лучше анализировать спектры. Наконец, эта модель Бора-Зоммерфельда была позже заменена моделью, основанной на волновой механике.

Прочие взносы

Работа Зоммерфельда позволила ему развить больше идей в этой области. Из его приложений теории к техническим проблемам наиболее известными были разработанная им теория трения смазки и его вклад в беспроволочный телеграф.

Его вклад в другие области также имел значение, особенно когда он работал над классической теорией электромагнетизма.

Его работа в качестве учителя также была большим вкладом в научный мир. С 1906 года, когда он прибыл в Мюнхенский университет, он подготовил несколько поколений физиков-теоретиков. Среди его учеников восемь нобелевских лауреатов.

Это было важно для введения второго и третьего квантовых чисел, а также теории рентгеновской волны.

На последнем этапе своей карьеры немец отвечал за использование статистической механики для объяснения некоторых форм поведения. В частности, он объяснил электронные свойства металлов.

Он сыграл видную роль в создании журнала "Физика" в 1920 году. Это издание служило для публикации и обзора многих работ в области физики.

Опубликованные работы

За свою карьеру Зоммерфельд опубликовал несколько работ. Две из его работ были самыми выдающимися, как, например, «Атомы и спектральные линии» и текст «Введения в теоретическую физику».

Всего было написано более 10 книг, некоторые из них имеют несколько томов. Помимо множества статей, он писал о своих идеях и открытиях.

Нобелевские премии

Зоммерфельд - главный герой одного из самых любопытных случаев в научном мире. Несмотря на весь его вклад, он так и не получил Нобелевской премии по физике.

Это еще более любопытно, если учесть, что он физик с наибольшим количеством номинаций в истории Нобелевской премии. Всего в нем 84 кандидатуры, которые были собраны с 1917 по 1951 год.

Только в 1929 году у него было девять номинаций. А в год своей смерти он получил еще четыре.

Хотя он так и не получил Премию, ему выпала честь быть физиком с самыми успешными студентами.

Ссылки

1. Арнольд Зоммерфельд - немецкий физик. Получено с britannica.com
2. Белендес, А. (2017). Зоммерфельд: вечный нобелевский кандидат. Получено с bbvaopenmind.com
3. Эккерт, М. (2013). Арнольд Зоммерфельд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.
4. Искьердо Саньудо, М. (2013). Историческая эволюция основ химии. : Uned - Национальный университет.
5. Сет, С. (2010). Создание кванта. Кембридж, Массачусетс: MIT Press.