Biographie d'Arnold Sommerfeld, modèle atomique, contributions

Arnold Sommerfeld (1868-1951) était un physicien allemand, principalement connu pour avoir élaboré la théorie atomique avec Bohr il y a plus d'un siècle. Il était l'un des fondateurs de la physique théorique, qui est devenu une discipline indépendante grâce à ses contributions, ainsi que les œuvres de Max Planck, Albert Einstein et Niels Nohr. Il est considéré comme un pionnier de la physique quantique et atomique.

De nos jours, l'atome Bohr-Sommerfeld et la constante de structure fine sont toujours gérés par les physiciens. Certains chercheurs ont associé le nom de Sommerfeld à la première école de physique théorique moderne. Ses contributions ont également été reflétées dans le manuel Structure atomique et lignes spectrales, Très important en physique atomique.

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Ce livre de sa paternité a été diffusé dans le monde, a été traduit en plusieurs langues et a été un pilier dans la formation de nombreux étudiants dans le domaine de la physique nucléaire. 

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Biographie

Son nom complet était Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld. Le physicien allemand est né le 5 décembre 1868 à Königsberg, en Allemagne.

Ses parents étaient Cäicile Matthias et Franz Sommerfeld, un docteur de l'époque. Le couple a eu plus d'enfants: Walter, né en 1863, était le frère aîné d'Arnold, qui avait également une sœur. Margarethe avait deux ans de moins qu'Arnold, mais n'a vécu que 10 ans depuis qu'il a été touché par la fièvre écarlate.

De très tôt Arnold a montré beaucoup d'intérêt pour les arts et a même eu un grand talent. 

Études

Son intérêt pour les arts s'est reflété dans les études qu'il a menées dans sa ville natale de Königsberg. Il a montré une passion particulière pour la littérature, en particulier pour les œuvres classiques des auteurs allemands. Il n'avait aucune qualification exceptionnelle dans toutes les matières, bien qu'il n'ait pas non plus un mauvais étudiant.

Avant de commencer l'université, l'idée qui se trouvait autour de sa tête était de se consacrer à l'industrie de la construction, un domaine dans lequel un membre de sa famille avait déjà joué.

Le seul problème que Sommerfeld a trouvé, c'est que pour se produire dans la zone de génie civil, il aurait dû quitter sa ville natale et s'installer dans une ville qui avait une université technique où des études lui ont servi pour sa carrière.

À l'Université Alberto de Königsberg, dont le nom a reçu pour son fondateur, n'a pas pu étudier l'ingénierie. Mais il n'était pas non plus sûr de la course qu'il voulait choisir, le déménagement est passé à l'arrière-plan et a préféré rester près de sa famille.

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Étape universitaire

Au cours du premier semestre, il a été orienté sur les cours enseignés dans l'institution. Il s'est inscrit à des cours sur l'économie, les politiques économiques, l'ethnographie, les partis politiques, le calcul, le droit civil allemand, la critique de Kant et les fondations de l'éthique.

Après avoir terminé ce premier semestre, Sommerfeld a commencé à concentrer son programme sur les cours qui avaient une base plus technique, mais se sont poursuivis sans se concentrer sur le domaine de la physique. Son principal intérêt était vraiment dans le domaine des mathématiques.

Il a passé six ans à l'université, a obtenu un doctorat et a gagné confiance pour faire face à son avenir. Parmi ses professeurs, il avait des personnalités telles que Ferdinand von Lindemann, Adolf Hurwitz, David Hilbert et aussi Physical Emil Wiechert.

Scène militaire

Une fois ses études universitaires terminées, Sommerfeld a rempli ses obligations dans la zone militaire en tant que bénévole pendant un an. Cela faisait partie du régiment d'infanterie qui était à Königsberg, bien que ce ne soit pas un travail qui apprécierait trop; considéré le travail militaire d'un soldat comme quelque chose de fastidieux.

L'un des avantages de s'être formé pour le régiment d'infanterie était qu'il était à Königsberg et est donc resté proche de son domicile. Même à cause du caractère volontaire de son travail, il pouvait dormir à la maison.

Carrière

Une fois ses obligations dans le monde militaire terminées et après avoir obtenu le doctorat, il a déménagé à Göttingen en 1891 pour travailler à l'Université de cette ville. À Göttingen, il a travaillé en enseignant quelques types de mathématiques et de physique théorique. Il a également été assistant Felix Klein, un mathématicien bien connu de l'époque.

En 1897, il est allé à l'Université Clausthal Zellerfeld, à Goslar, où il a également enseigné pendant trois ans puis a déménagé à Aix-un. À l'Université de la ville, il a été professeur d'ingénierie technique.

Étant professeur de physique théorique à Munich, entre 1906 et 1931, c'est quand il a terminé ses œuvres les plus pertinentes. Il est arrivé à Munich pour remplacer le physicien Ludwig Boltzmann dans la position du professeur de physique théorique. En outre, il était en charge de la Direction de l'Institut de l'enseignement théorique de Munich à l'Université d'État.

Décès

Arnold Sommerfeld est décédé le 26 avril 1951. Sa mort est survenue à Munich, où il a subi un accident de la circulation en marchant avec ses petits-enfants.

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Fin mars, le physicien allemand se promenait dans sa maison à Munich avec ses petits-enfants, quand il a été battu par une voiture. Après dix jours, il a perdu connaissance et peu de temps après sa mort à la suite des blessures qu'il a subies à la suite de l'accident. 

Modèles atomiques

Son travail principal s'est produit en 1915 lorsque, avec le physicien danois Niels Bohr, il était responsable de la transformation de certains aspects de la théorie atomique. Pour cela, les deux scientifiques étaient basés sur d'autres théories, telles que quantique et relativiste.

Sa motivation était basée sur le fait que la théorie atomique avait des échecs quand il s'agissait de devoir expliquer qu'ils étaient les atomes complexes

Dans les idées que Sommerfeld et Bohr ont soulevés, ils ont expliqué que les orbites que les électrons effectuaient étaient elliptiquement. De plus, ces orbites avaient un autre numéro quantique, considéré comme secondaire.

L'importance de ces nombres quantiques, à la fois secondaire et principale que Bohr a obtenue, était qu'il a spécifié si l'électron avait un moment angulaire. Cela était pertinent car il permettait de déterminer si l'électron avait une énergie cinétique.

Il a également parlé de la présence d'un troisième numéro quantique, qui a été appelé comme magnétique. Ce nombre avait la fonction d'établir à quel point le plan de l'orbite était incliné.

En 1916, le physicien allemand Friedrich Paschen a soulevé que les idées que Sommerfeld a soulevées étaient correctes, mais ce n'était pas une théorie définitive car il n'a pas résolu certains problèmes

Questions

Le système périodique des éléments et le comportement chimique qu'ils avaient eu une meilleure explication grâce au modèle atomique nommé Bohr-Sommerfeld. Mais la contribution d'autres études pour cela était également nécessaire. Par exemple, il a bénéficié de découvertes ultérieures.

Comme Wolfgang Pauli, en 1924, qui a dit que la présence de deux électrons ne pouvait pas se produire en même temps s'ils avaient le même numéro quantique. De plus, un quatrième numéro quantique a été introduit en 1924 grâce aux avancées de Goudsmit et Untenbeck.

Ce sont les idées de mécanique quantique ondulée qui a permis une meilleure analyse des spectres. Enfin, ce modèle Bohr-Sommerfeld a ensuite été remplacé par un modèle basé sur des mécanismes ondulés.

Autres contributions

Le travail de Sommerfeld lui a permis de développer plus d'idées sur le terrain. De ses applications théoriques aux problèmes techniques, la théorie qu'il a développée sur la frottement des lubrifiants et leurs contributions à la télégraphie sans fil étaient les plus connues.

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Ses contributions dans d'autres domaines étaient également pertinentes, surtout lorsqu'il a travaillé dans la théorie classique de l'électromagnétisme.

Son travail en tant que professeur a également été une grande contribution au monde scientifique. Depuis 1906, lorsqu'il est arrivé à l'Université de Munich, il a formé plusieurs générations de physiciens théoriques. Parmi vos élèves, vous pouvez raconter huit prix Nobel.

Il était important d'introduire le deuxième et le troisième numéro quantique, mais aussi la théorie de l'onde x-rayon.

Au cours de la dernière étape de sa carrière, l'allemand était responsable de l'utilisation de la mécanique statistique pour expliquer certains comportements. A spécifiquement expliqué les propriétés électroniques que les métaux avaient.

Avait un rôle exceptionnel pour établir le Magazine de physique En 1920. Cette publication a été publiée et de nombreuses œuvres dans le domaine de la physique ont été examinées.

Œuvres publiées

Sommerfeld a publié plusieurs œuvres tout au long de sa carrière. Deux de ses œuvres étaient les plus importantes, comme c'est le cas de Atomes et lignes spectrales et le texte de Introduction à la physique théorique.

Au total, il y avait plus de 10 livres qui avaient leur paternité, certains d'entre eux ont plusieurs volumes. En plus des multiples articles qu'il a écrits sur ses idées et découvertes.

prix Nobel

Sommerfeld est le protagoniste de l'un des cas les plus curieux du monde scientifique. Malgré toutes les contributions qu'il a apportées, il n'a jamais reçu de prix Nobel de physique.

Il est encore plus curieux de savoir s'il est pris en compte qu'il est le physicien avec plus de nominations dans l'histoire du prix Nobel. Il a un total de 84 candidatures, qui se sont accumulées entre 1917 et 1951.

Ce n'est qu'en 1929 que neuf nominations. Et l'année de sa mort a reçu quatre autres.

Bien qu'il n'ait jamais reçu le prix, il a l'honneur d'être le physicien avec plus d'étudiants gagnants de la même chose.

Les références

1. Arnold Sommerfeld | Physicien allemand. Récupéré de Britannica.com
2. Beléndez, un. (2017). Sommerfeld: le candidat éternel Nobel. Récupéré de bbvaopenmind.com
3. Eckert, m. (2013). Arnold Sommerfeld. New York, NY: Springer.
4. Sañudo à gauche, m. (2013). Évolution historique des principes de la chimie. [Lieu de publication non identifiée]: UNED - Université nationale.
5. Seth, s. (2010). Fabriquer le quantum. Cambridge, messe.: MIT Press.