Biografia Arnold Sommerfeld, modello atomico, contributi

Arnold Sommerfeld (1868-1951) era un fisico tedesco, noto per lo più per aver elaborato la teoria atomica con Bohr più di un secolo fa. Era uno dei fondatori della fisica teorica, che divenne una disciplina indipendente grazie ai suoi contributi, insieme alle opere di Max Planck, Albert Einstein e Niels Nohr. È considerato un pioniere della fisica quantistica e atomica.

Oggi l'atomo Bohr-Sommerfeld e la costante di struttura fine sono ancora gestiti dai fisici. Alcuni studiosi hanno associato il nome di Sommerfeld alla prima scuola di fisica teorica moderna. I suoi contributi si riflettono anche con il libro di testo Struttura atomica e linee spettrali, Molto importante nella fisica atomica.

Fonte: Gfhund [CC di 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/di/3.0)], via Wikimedia Commons.

Questo libro della sua paternità è stato diffuso in tutto il mondo, è stato tradotto in più lingue ed è stato un pilastro nella formazione di molti studenti nel campo della fisica nucleare. 

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Biografia

Il suo nome completo era Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld. Il fisico tedesco è nato il 5 dicembre 1868 a Königsberg, in Germania.

I suoi genitori erano Cäcile Matthias e Franz Sommerfeld, un dottore dell'epoca. La coppia aveva più figli: Walter, nato nel 1863, era il fratello maggiore di Arnold, che aveva anche una sorella. Margarethe era due anni più giovane di Arnold, ma ha vissuto solo 10 anni da quando è stato colpito dalla scarlatta.

Dall'inizio Arnold ha mostrato molto interesse per le arti e ha persino un grande talento. 

Studi

Il suo interesse per le arti si rifletteva negli studi che conduceva nella sua città natale Königsberg. Ha mostrato una passione speciale per la letteratura, in particolare per le opere classiche degli autori tedeschi. Non aveva qualifiche che fossero eccezionali in tutte le materie, sebbene non fosse uno studente cattivo.

Prima di iniziare l'università, l'idea che era attorno alla sua testa era quella di dedicarsi all'industria delle costruzioni, un'area in cui un membro della sua famiglia aveva già eseguito.

L'unico problema che ha scoperto Sommerfeld era che per esibirsi nell'area di ingegneria civile, avrebbe dovuto lasciare la sua città natale e stabilirsi in una città che aveva un'università tecnica in cui gli studi gli servivano per la sua carriera.

All'Università di Alberto de Königsberg, il cui nome riceveva per il suo fondatore, non poteva studiare ingegneria. Ma né era molto sicuro della gara che voleva scegliere, la mossa passò in background e preferiva stare vicino alla sua famiglia.

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Stage universitario

Durante il primo semestre è stato orientato ai corsi tenuti nell'istituzione. Si è iscritto a corsi di economia, politiche economiche, etnografia, partiti politici, calcolo, diritto civile tedesco, critiche di Kant e fondazioni dell'etica.

Dopo aver terminato quel primo semestre, Sommerfeld iniziò a concentrare il suo curriculum su corsi che avevano una base più tecnica, ma continuò senza concentrarsi sull'area della fisica. Il suo interesse principale era davvero nella zona della matematica.

Ha trascorso sei anni all'università, ha raggiunto un dottorato e ha guadagnato la fiducia per affrontare il suo futuro. Tra i suoi insegnanti aveva personalità come Ferdinand von Lindemann, Adolf Hurwitz, David Hilbert e anche Physical Emil Wiechert.

Stage militare

Una volta completati i suoi studi universitari, Sommerfeld ha adempiuto ai suoi obblighi nell'area militare come volontario per un anno. Faceva parte del reggimento di fanteria che era a Königsberg, sebbene non fosse un lavoro che si sarebbe divertito troppo; considerato l'opera militare di un soldato come qualcosa di noioso.

Uno dei vantaggi di essersi formato per il reggimento di fanteria era che era a Königsberg e quindi rimase vicino a casa sua. Anche a causa del carattere volontario del suo lavoro, poteva dormire a casa.

Carriera

Una volta completati i suoi obblighi nel mondo militare e dopo aver raggiunto il dottorato si trasferì a Göttingen nel 1891 per lavorare all'Università di quella città. A Göttingen ha lavorato insegnando alcuni tipi di matematica e fisica teorica. Ha anche lavorato come assistente di Felix Klein, un noto matematico dell'epoca.

Nel 1897 andò alla Clausthal Zellerfeld University, a Goslar, dove insegnò anche per tre anni e poi si trasferì ad Aachen. All'Università della città è stato professore di ingegneria tecnica.

Essendo un professore di fisica teorica a Monaco, tra il 1906 e il 1931, fu quando completò le sue opere più rilevanti. È arrivato a Monaco per sostituire il fisico Ludwig Boltzmann nella posizione del professore di fisica teorica. Inoltre, era responsabile della direzione dell'Istituto di istruzione teorica a Monaco presso la State University.

Morte

Arnold Sommerfeld è morto il 26 aprile 1951. La sua morte è avvenuta a Monaco, dove ha subito un incidente stradale mentre camminava con i suoi nipoti.

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Alla fine di marzo, il fisico tedesco stava camminando per la sua casa a Monaco con i suoi nipoti, quando fu picchiato da un'auto. Dopo dieci giorni ha perso conoscenza e poco dopo la sua morte a causa delle lesioni che ha subito a seguito dell'incidente. 

Modelli atomici

Il suo lavoro principale avvenne nel 1915 quando, insieme al fisico danese Niels Bohr, era responsabile della trasformazione di alcuni aspetti della teoria atomica. Per questo, entrambi gli scienziati erano basati su altre teorie, come quantistiche e relativistiche.

La sua motivazione si basava sul fatto che la teoria atomica aveva fallimenti quando si trattava di spiegare che erano gli atomi complessi

Nelle idee che Sommerfeld e Bohr hanno sollevato, hanno spiegato che le orbite eseguite dagli elettroni erano ellitticamente. Inoltre, queste orbite avevano un altro numero quantico, considerato secondario.

L'importanza di questi numeri quantici, sia il secondario che il principale ottenuto da Bohr, era che specificava se l'elettrone avesse un momento angolare. Ciò era rilevante perché consentiva di determinare se l'elettrone aveva energia cinetica.

Ha anche parlato della presenza di un terzo numero quantico, che è stato chiamato magnetico. Questo numero aveva la funzione di stabilire quanto fosse inclinato il piano dell'orbita.

Nel 1916, il fisico tedesco Friedrich Paschen ha evidenziato che le idee che Sommerfeld hanno sollevato erano corrette, ma non era una teoria definitiva poiché non ha risolto alcuni problemi

Problemi

Il sistema periodico degli elementi e il comportamento chimico che avevano avuto una spiegazione migliore grazie al modello atomico chiamato Bohr-Sommerfeld. Ma è stato anche necessario il contributo di altri studi per questo. Ad esempio, ha beneficiato delle scoperte successive.

Come Wolfgang Pauli, nel 1924, che disse che la presenza di due elettroni non poteva verificarsi contemporaneamente se avessero lo stesso numero quantico. Inoltre, nel 1924 fu introdotto un quarto numero quantico grazie ai progressi di Goudsmit e Unnbeck.

Sono state le idee di meccaniche quantistiche ondulate che hanno permesso una migliore analisi degli spettri. Infine, questo modello Bohr-Sommerfeld è stato successivamente sostituito da un modello basato sulla meccanica ondulata.

Altri contributi

Il lavoro di Sommerfeld gli ha permesso di sviluppare più idee sul campo. Dalle sue applicazioni teoriche ai problemi tecnici, la teoria che ha sviluppato sull'attrito dei lubrificanti e il loro contributo alla telegrafia wireless era la più conosciuta.

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Anche i suoi contributi in altri campi erano rilevanti, specialmente quando lavorava nella teoria classica dell'elettromagnetismo.

Il suo lavoro come insegnante è stato anche un grande contributo al mondo scientifico. Dal 1906, quando arrivò all'Università di Monaco, addestrò diverse generazioni di fisici teorici. Tra i tuoi studenti puoi dire a otto premi Nobel.

Era importante introdurre il secondo e il terzo numero quantico, ma anche la teoria dell'onda di raggio x.

Durante l'ultima fase della sua carriera, il tedesco era responsabile dell'uso di meccanici statistici per spiegare alcuni comportamenti. Spiegato specificamente le proprietà elettroniche che avevano i metalli.

Ha avuto un ruolo eccezionale per stabilire il Rivista di fisica Nel 1920. Questa pubblicazione è stata pubblicata e molte opere nell'area di fisica sono state riviste.

Opere pubblicate

Sommerfeld ha pubblicato diverse opere durante la sua carriera. Due delle sue opere erano le più importanti, come nel caso di Atomi e linee spettrali e il testo di Introduzione alla fisica teorica.

In totale c'erano più di 10 libri che avevano la loro paternità, alcuni di loro hanno diversi volumi. Oltre ai numerosi articoli che ha scritto sulle sue idee e scoperte.

Premi Nobel

Sommerfeld è il protagonista di uno dei casi più curiosi del mondo scientifico. Nonostante tutti i contributi che ha dato, non gli è mai stato assegnato un premio Nobel in fisica.

È ancora più curioso se si tiene conto che è il fisico con ulteriori nomination nella storia del premio Nobel. Ha un totale di 84 candidature, che si sono accumulate tra il 1917 e il 1951.

Solo nel 1929 aveva nove nomination. E l'anno in cui è morto ha ricevuto altri quattro.

Sebbene non abbia mai ricevuto il premio, ha l'onore di essere il fisico con studenti più vincitori dello stesso.

Riferimenti

1. Arnold Sommerfeld | Fisico tedesco. Recuperato dalla Britannica.com
2. Beléndez, a. (2017). Sommerfeld: The Eternal Nobel Candidate. Estratto da bbvaopenmind.com
3. Eckert, m. (2013). Arnold Sommerfeld. New York, NY: Springer.
4. Sañudo a sinistra, m. (2013). Evoluzione storica dei principi della chimica. [Luogo di pubblicazione non identificato]: UNED - National University.
5. Seth, s. (2010). Crafting the Quantum. Cambridge, Mass.: Press MIT.