ARNOLD SOMMERFELD: BIOGRAFIJA, ATOMSKI MODEL, PRILOZI - ARTE - 2025

Arnold Sommerfeld (1868-1951) bio je njemački fizičar, najpoznatiji po tome što je s Bohrom razvio atomsku teoriju prije više od jednog stoljeća. Bio je jedan od osnivača teorijske fizike, koja je zahvaljujući svojim doprinosima postala neovisna disciplina, zajedno s djelima Maksa Plancka, Alberta Einsteina i Nielsa Nohra. Smatra se pionirom kvantne i atomske fizike.

Danas su Bohr-Sommerfeldov atom i konstanta fine strukture još uvijek pojmovi koje koriste fizičari. Neki su znanstvenici Sommerfeldovo ime povezali s prvom modernom školom teorijske fizike. Njegovi doprinosi ogledali su se i u udžbeniku Atomska struktura i spektralne linije, vrlo važni u atomskoj fizici.

Izvor: GFHund, putem wikimedia commons.

Ova se knjiga njegova autorstva proširila svijetom, prevedena je na više jezika i bila je stup u obuci mnogih studenata iz područja nuklearne fizike.

Biografija

Njegovo puno ime bilo je Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld. Njemački fizičar rođen je 5. prosinca 1868. u Königsbergu u Njemačkoj.

Roditelji su mu bili Cäcile Matthias i Franz Sommerfeld, tadašnji liječnik. Par je imao više djece: Walter, rođen 1863. godine, bio je Arnoldov stariji brat, koji je također imao sestru. Margarethe je bila dvije godine mlađa od Arnolda, ali živjela je samo 10 godina jer je bila pogođena škrlatnom groznicom.

Arnold je od malih nogu pokazivao veliko zanimanje za umjetnost i bio je čak vrlo talentiran.

Studije

Njegovo zanimanje za umjetnost odrazilo se na studijama koje je proveo u rodnom gradu Königsbergu. Pokazao je posebnu strast prema književnosti, posebice prema klasičnim djelima njemačkih autora. Nije imao ocjene koje su bile izvanredne u svim predmetima, iako ni on nije bio loš učenik.

Prije nego što je započeo fakultet, ideja koja mu je pala oko glave bila je da se posveti građevinskoj industriji, području u kojem je član njegove obitelji već radio.

Jedini problem koji je Sommerfeld ustanovio bio je taj što bi morao napustiti rodni grad i naseliti se u gradu koji ima tehničko sveučilište u kojem će se podučavati studije koje će mu poslužiti za karijeru.

Na Sveučilištu Albert u Königsbergu, nazvanom po osnivaču, nije mogao studirati inženjerstvo. No budući da nije bio baš siguran u karijeru koju je želio odabrati, potez je zauzeo stražnje mjesto i radije je ostao blizak svojoj obitelji.

Sveučilišna pozornica

Tijekom prvog semestra orijentirao se na tečajeve predavane u ustanovi. Prijavio se za tečajeve iz ekonomije, ekonomske politike, etnografije, političkih stranaka, kalkulusa, njemačkog građanskog prava, kritike Kanta i osnova etike.

Po završetku tog prvog semestra Sommerfeld je počeo usmjeravati svoj kurikulum na tečajeve koji su imali više tehničke osnove, ali nastavio je bez fokusiranja na područje fizike. Zapravo njegov glavni interes je bio na području matematike.

Na fakultetu je proveo šest godina, zaradio doktorat i stekao samopouzdanje da se suoči sa svojom budućnošću. Među svoje profesore ubrojio je ličnosti kao što su Ferdinand von Lindemann, Adolf Hurwitz, David Hilbert i također fizičar Emil Wiechert.

Vojna pozornica

Po završetku sveučilišnog studija Sommerfeld je jednu godinu ispunio svoje obveze u vojnom području kao dobrovoljac. Bio je dio pješačke pukovnije u Königsbergu, mada to nije bio veliki posao u kojem je uživao; vojni posao vojnika smatrao je nečim dosadnim.

Jedna od prednosti osposobljavanja za pješačku pukovniju bila je ta što je bila u Königsbergu i zato je ostala blizu svog doma. Čak i zbog dobrovoljne prirode svog posla, mogao je spavati kod kuće.

utrka

Nakon što je završio svoje obveze u vojnom svijetu i nakon stjecanja doktorata, prešao je u Göttingen 1891. godine kako bi radio na Sveučilištu u tom gradu. U Göttingenu je radio podučavajući neke časove matematike i teorijske fizike. Također je služio kao pomoćnik Felixu Kleinu, dobro poznatom matematičaru tog vremena.

Do 1897. prešao je na sveučilište Clausthal Zellerfeld u Goslaru, gdje je i tri godine predavao prije nego što se preselio u Aachen. Na gradskom sveučilištu služio je kao profesor tehničkog inženjerstva.

Budući da je profesor teorijske fizike u Münchenu, između 1906. i 1931. godine, završio je svoja najrelevantnija djela. U München je došao zamijeniti fizičara Ludwiga Boltzmanna kao profesora teorijske fizike. Bio je i voditelj smjera Instituta za teorijsko obrazovanje koji je bio u Münchenu na Državnom sveučilištu.

Smrt

Arnold Sommerfeld umro je 26. travnja 1951. Njegova smrt dogodila se u Münchenu, gdje je doživio prometnu nesreću dok je hodao s unucima.

Krajem ožujka njemački fizičar hodao je oko svog doma u Münchenu s unucima, kada ga je udario automobil. Nakon deset dana izgubio je svijest i ubrzo nakon što je umro uslijed ozljeda koje je zadobio uslijed nesreće.

Atomski modeli

Njegovo glavno djelo dogodilo se 1915. kada je, zajedno s danskim fizičarem Nielsom Bohrom, bio zadužen za transformaciju nekih aspekata atomske teorije. Zbog toga su se oba znanstvenika oslanjala na druge teorije, poput kvantne i relativističke.

Njegova motivacija temeljila se na činjenici da je atomska teorija imala nedostataka kada je trebalo objasniti što su složeni atomi

U idejama koje su podigli Sommerfeld i Bohr objasnili su da su orbite koje čine elektroni eliptičnog oblika. Pored toga, ove orbite su imale još jedan kvantni broj, koji se smatra sekundarnim.

Važnost tih kvantnih brojeva, i sekundarnih i glavnih koje je Bohr dobivao, bila je u tome što je on utvrdio ima li elektron zamah. Ovo je bilo relevantno jer nam je omogućilo da utvrdimo ima li elektron kinetičku energiju.

Također je govorio o prisutnosti trećeg kvantnog broja, koji se zvao magnetski. Taj je broj imao funkciju utvrđivanja koliko je nagnuta ravnina orbite.

Do 1916. njemački fizičar Friedrich Paschen pokazao je da su Sommerfeldove ideje ispravne, ali to nije bila definitivna teorija jer nije riješila neke probleme

problemi

Periodični sustav elemenata i ponašanje na kemijskoj razini imali su bolje objašnjenje zahvaljujući atomskom modelu zvanom Bohr-Sommerfeld. No, doprinos drugih studija također je bio potreban za to. Primjerice, profitirala je od sljedećih otkrića.

Poput Wolfganga Paulija iz 1924., koji je izjavio da se prisutnost dva elektrona ne može dogoditi istovremeno ako imaju isti kvantni broj. Nadalje, četvrti kvantni broj uveden je 1924. zahvaljujući napretku Goudsmit-a i Unlenbecka.

Bolja analiza spektra omogućila je ideje valne kvantne mehanike. Napokon, ovaj Bohr-Sommerfeld-ov model kasnije je zamijenjen modelom koji se oslanjao na valnu mehaniku.

Ostali prilozi

Sommerfeldov rad omogućio mu je da razvije više ideja na terenu. Od njegove primjene teorije na tehničke probleme, najpoznatija je teorija koju je razvio trenjem maziva i njegov doprinos bežičnoj telegrafiji.

Njegovi su doprinosi u drugim područjima također bili relevantni, posebno kada je radio na klasičnoj teoriji elektromagnetizma.

Njegov rad kao učitelj također je bio veliki doprinos znanstvenom svijetu. Od 1906., kada je stigao na sveučilište u Minhenu, trenirao je nekoliko generacija teorijskih fizičara. Njegovi studenti uključuju osam nobelovca.

Bilo je važno za uvođenje drugog i trećeg kvantnog broja, ali i teoriju rendgenskog vala.

Tijekom posljednje faze karijere Nijemac je bio zadužen za upotrebu statističke mehanike da bi objasnio neka ponašanja. Konkretno, objasnio je elektronička svojstva koja imaju metali.

Igrao je istaknutu ulogu u osnivanju Časopisa za fiziku 1920. godine. Ova je publikacija poslužila za objavljivanje i pregled mnogih radova iz područja fizike.

Objavljena djela

Sommerfeld je objavio nekoliko radova tijekom svoje karijere. Dva njegova djela bila su najistaknutija, kao što je slučaj s Atomima i spektralnim linijama te tekst Uvoda u teorijsku fiziku.

Ukupno je objavljeno više od 10 knjiga koje su autor, neke od njih imaju nekoliko svezaka. Pored mnogih članaka napisao je o svojim idejama i otkrićima.

Nobelove nagrade

Sommerfeld je glavni junak jednog od najzanimljivijih slučajeva u znanstvenom svijetu. Unatoč svim doprinosima koje je dao, nikad nije dobio Nobelovu nagradu za fiziku.

Još je zanimljivije ako uzmete u obzir da je on fizičar s najviše nominacija u povijesti Nobelove nagrade. Ima ukupno 84 kandidature, prikupljene između 1917. i 1951. godine.

Samo 1929. imao je devet nominacija. A godine kada je umro dobio je još četiri.

Iako nikada nije primio Nagradu, ima čast biti fizičar s najuspješnijim studentima.

Reference

1. Arnold Sommerfeld - njemački fizičar. Oporavak od britannica.com
2. Beléndez, A. (2017). Sommerfeld: Vječni nobelov kandidat. Oporavilo sa webbbbpenpen.com
3. Eckert, M. (2013). Arnold Sommerfeld. New York, NY: Springer.
4. Izquierdo Sañudo, M. (2013). Povijesni evolucija principa kemije.: Uned - Nacionalno sveučilište.
5. Seth, S. (2010). Izrađujući kvant. Cambridge, Massachusetts: MIT Press.