ARNOLD SOMMERFELD: BIOGRAFIE, ATOMOVÝ MODEL, PŘÍSPĚVKY - ARTE - 2025

Arnold Sommerfeld (1868-1951) byl německý fyzik, nejlépe známý pro vývoj atomové teorie s Bohrem před více než stoletím. Byl jedním ze zakladatelů teoretické fyziky, která se díky svým příspěvkům stala samostatnou disciplínou, spolu s díly Maxe Plancka, Alberta Einsteina a Nielse Nohra. Je považován za průkopníka kvantové a atomové fyziky.

V dnešní době jsou atom Bohr-Sommerfeld a konstanta jemné struktury stále pojmy používané fyziky. Někteří učenci spojili Sommerfeldovo jméno s první moderní školou teoretické fyziky. Jeho příspěvky se také odrazily v učebnici Atomová struktura a spektrální linie, velmi důležité v atomové fyzice.

Zdroj: GFHund, prostřednictvím wikimedia commons.

Tato kniha jeho autorství se rozšířila do celého světa, byla přeložena do více jazyků a byla pilířem výcviku mnoha studentů v oblasti jaderné fyziky.

Životopis

Jeho plné jméno bylo Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld. Německý fyzik se narodil 5. prosince 1868 v německém Königsbergu.

Jeho rodiči byli Cäcile Matthias a Franz Sommerfeld, lékař té doby. Pár měl více dětí: Walter, narozený v roce 1863, byl Arnoldův starší bratr, který měl také sestru. Margarethe byla o dva roky mladší než Arnold, ale žila pouze 10 let, protože byla zasažena šarlatovou horečkou.

Od útlého věku Arnold projevoval velký zájem o umění a byl dokonce velmi talentovaný.

Studie

Jeho zájem o umění se odrazil ve studiích, které provedl ve svém rodném městě Königsberg. Ukázal zvláštní vášeň pro literaturu, zejména pro klasická díla německých autorů. Neměl známky, které byly vynikající ve všech předmětech, ačkoli nebyl ani špatným studentem.

Předtím, než začal studovat vysokou školu, se myšlenka, která obešla jeho hlavu, věnovala stavebnictví, oblasti, v níž již pracoval člen jeho rodiny.

Jediným problémem, který Sommerfeld našel, bylo to, že aby pracoval v oblasti stavebnictví, musel by opustit své rodné město a usadit se ve městě, které mělo technickou univerzitu, kde se vyučovala studia, která by mu sloužila pro jeho kariéru.

Na Albert University of Königsberg, pojmenovaný po jejím zakladateli, nemohl studovat strojírenství. Ale protože si nebyl příliš jistý kariérou, kterou si chtěl vybrat, přesunul se na zadní sedadlo a raději zůstal blízko své rodiny.

Univerzitní jeviště

Během prvního semestru se zaměřil na předměty vyučované v ústavu. Přihlásil se na kurzy ekonomie, hospodářské politiky, etnografie, politických stran, počtu, německého občanského práva, kritiky Kant a základů etiky.

Po skončení prvního semestru se Sommerfeld začal soustředit na kurikulum, které mělo více technické základy, ale pokračoval bez zaměření na fyziku. Vlastně jeho hlavní zájem byl v oblasti matematiky.

Strávil šest let na vysoké škole, získal doktorát a získal důvěru, aby čelil své budoucnosti. Mezi jeho profesory počítal osobnosti jako Ferdinand von Lindemann, Adolf Hurwitz, David Hilbert a také fyzik Emil Wiechert.

Vojenská scéna

Po ukončení vysokoškolského studia splnil Sommerfeld své povinnosti ve vojenském prostoru jako dobrovolník po dobu jednoho roku. Byl součástí pěšího pluku v Königsbergu, ačkoli to nebyla práce, kterou si velmi užíval; vojenskou práci vojáka považoval za něco nudného.

Jednou z výhod výcviku pro pěší pluk bylo to, že byl v Königsbergu, a proto zůstal blízko domova. I díky dobrovolné povaze své práce mohl spát doma.

Závod

Po splnění svých povinností ve vojenském světě a po získání doktorátu se v roce 1891 přestěhoval do Göttingenu, aby pracoval na univerzitě v tomto městě. V Göttingenu pracoval na výuce některých tříd matematiky a teoretické fyziky. Působil také jako asistent Felixa Kleina, známého matematika té doby.

1897 on šel na Clausthal Zellerfeld univerzitu, v Goslar, kde on také učil tři roky předtím, než se stěhuje do Aachen. Na městské univerzitě působil jako profesor technického inženýrství.

Jako profesor teoretické fyziky v Mnichově mezi lety 1906 a 1931 dokončil své nejdůležitější práce. Přišel do Mnichova, aby nahradil fyzika Ludwiga Boltzmanna jako profesora teoretické fyziky. Kromě toho měl na starosti řízení Institutu teoretického vzdělávání, který byl v Mnichově na státní univerzitě.

Smrt

Arnold Sommerfeld zemřel 26. dubna 1951. K jeho smrti došlo v Mnichově, kde při chůzi se svými vnoučaty utrpěl dopravní nehodu.

Koncem března německý fyzik chodil kolem svého domu v Mnichově se svými vnoučaty, když ho zasáhlo auto. Po deseti dnech ztratil vědomí a krátce poté, co zemřel na zranění, které utrpěl v důsledku nehody.

Atomové modely

Jeho hlavní práce nastala v roce 1915, kdy byl spolu s dánským fyzikem Nielsem Bohrem zodpovědný za transformaci některých aspektů atomové teorie. K tomu se oba vědci spoléhali na jiné teorie, jako je kvantová a relativistická.

Jeho motivace byla založena na skutečnosti, že atomová teorie měla nedostatky, pokud jde o vysvětlení, jaké složité atomy jsou

V myšlenkách, které Sommerfeld a Bohr uvedli, vysvětlili, že oběžné dráhy vytvořené elektrony mají eliptický tvar. Navíc tyto orbity měly další kvantové číslo, považované za sekundární.

Význam těchto kvantových čísel, jak sekundárního, tak hlavního, který získal Bohr, spočíval v tom, že určoval, zda má elektron moment hybnosti. To bylo důležité, protože nám to umožnilo určit, zda má elektron kinetickou energii.

Mluvil také o přítomnosti třetího kvantového čísla, které se nazývalo magnetické. Toto číslo mělo za úkol zjistit, jak nakloněná rovina orbity byla.

Pro rok 1916 německý fyzik Friedrich Paschen ukázal, že Sommerfeldovy myšlenky byly správné, ale nebyla to definitivní teorie, protože nevyřešila některé problémy.

problémy

Periodický systém prvků a chování na chemické úrovni, které měli lepší vysvětlení díky atomovému modelu zvanému Bohr-Sommerfeld. K tomu však byl nutný i příspěvek dalších studií. Využíval například následné objevy.

Stejně jako Wolfgang Pauli v roce 1924 uvedl, že přítomnost dvou elektronů by nemohla nastat současně, kdyby měly stejné kvantové číslo. Dále, čtvrté kvantové číslo bylo představeno v roce 1924 díky pokrokům Goudsmit a Unlenbeck.

To byly myšlenky kvantové mechaniky vln, které umožnily lepší analýzu spektra. Nakonec byl tento model Bohr-Sommerfeld později nahrazen modelem, který se spoléhal na mechaniku vln.

Ostatní příspěvky

Sommerfeldova práce mu umožnila vyvinout více nápadů v oboru. Z jeho aplikací teorie na technické problémy byla nejznámější teorie, kterou vyvinul ze mazacího tření, a jeho příspěvky k bezdrátové telegrafii.

Jeho příspěvky v jiných oborech byly také relevantní, zvláště když pracoval na klasické teorii elektromagnetismu.

Jeho práce učitele byla také velkým příspěvkem do vědeckého světa. Od roku 1906, když dorazil na mnichovskou univerzitu, trénoval několik generací teoretických fyziků. Mezi jeho studenty patří osm laureátů Nobelovy ceny.

Bylo to důležité pro zavedení druhého a třetího kvantového čísla, ale také pro teorii rentgenové vlny.

Během poslední fáze své kariéry měl němec na starosti použití statistické mechaniky k vysvětlení některých chování. Konkrétně vysvětlil elektronické vlastnosti kovů.

V roce 1920 hrál významnou roli při založení Žurnálu fyziky. Tato publikace sloužila k publikování a recenzování mnoha prací v oblasti fyziky.

Publikovaná díla

Sommerfeld publikoval několik prací během jeho kariéry. Dva z jeho děl byly nejvýznamnější, jak je tomu v případě atomů a spektrálních čar a textu Úvod do teoretické fyziky.

Celkem bylo vytvořeno více než 10 knih, některé mají několik svazků. Kromě mnoha článků psal o svých nápadech a objevech.

Nobelovy ceny

Sommerfeld je protagonistou jednoho z nejzajímavějších případů vědeckého světa. Přes všechny příspěvky, které udělal, mu nikdy nebyla udělena Nobelova cena za fyziku.

Ještě zajímavější je, když vezmete v úvahu, že je fyzikem s nejvíce nominacemi v historii Nobelovy ceny. Má celkem 84 kandidatur, které byly nashromážděny mezi lety 1917 a 1951.

Teprve v roce 1929 měl devět nominací. A v roce, kdy zemřel, dostal další čtyři.

Ačkoli cenu nikdy neobdržel, má tu čest být fyzikem s nejúspěšnějšími studenty.

Reference

1. Arnold Sommerfeld - německý fyzik. Obnoveno z britannica.com
2. Beléndez, A. (2017). Sommerfeld: Věčný kandidát na Nobelovu cenu. Obnoveno z bbvaopenmind.com
3. Eckert, M. (2013). Arnold Sommerfeld. New York, NY: Springer.
4. Izquierdo Sañudo, M. (2013). Historický vývoj principů chemie.: Uned - Národní univerzita.
5. Seth, S. (2010). Vytvoření kvantové. Cambridge, Massachusetts: MIT Press.