ARNOLD SOMMERFELD: BIOGRAFIA, MODELLO ATOMICO, CONTRIBUTI - ARTE - 2024

Arnold Sommerfeld (1868-1951) era un fisico tedesco, meglio conosciuto per aver sviluppato la teoria atomica con Bohr più di un secolo fa. Fu 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 di Bohr-Sommerfeld e la costante di struttura fine sono ancora concetti usati dai fisici. Alcuni studiosi hanno associato il nome di Sommerfeld alla prima moderna scuola di fisica teorica. I suoi contributi si sono riflessi anche nel libro di testo Struttura atomica e linee spettrali, molto importanti nella fisica atomica.

Fonte: GFHund, tramite wikimedia commons.

Questo libro della sua paternità si è 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.

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 medico dell'epoca. La coppia ebbe più figli: Walter, nato nel 1863, era il fratello maggiore di Arnold, che aveva anche una sorella. Margarethe aveva due anni meno di Arnold, ma visse solo 10 anni poiché era affetta da scarlattina.

Fin dalla tenera età Arnold ha mostrato molto interesse per le arti ed era anche molto talentuoso.

studi

Il suo interesse per le arti si è riflesso negli studi che ha svolto nella sua città natale di Königsberg. Ha mostrato una passione speciale per la letteratura, in particolare per le opere classiche di autori tedeschi. Non aveva voti eccezionali in tutte le materie, sebbene non fosse nemmeno un cattivo studente.

Prima di iniziare il college, l'idea che gli girò per la testa era di dedicarsi al settore edile, ambito in cui aveva già lavorato un membro della sua famiglia.

L'unico problema riscontrato da Sommerfeld era che per poter lavorare nell'area dell'ingegneria civile, avrebbe dovuto lasciare la sua città natale e stabilirsi in una città che aveva un'università tecnica dove venivano insegnati studi che gli sarebbero serviti per la sua carriera.

All'Università Albert di Königsberg, dal nome del suo fondatore, non poteva studiare ingegneria. Ma siccome non era molto sicuro della carriera che voleva scegliere, il trasferimento è passato in secondo piano e ha preferito restare vicino alla sua famiglia.

Fase universitaria

Durante il primo semestre si è orientato sui corsi tenuti presso l'istituto. Si è iscritto a corsi di economia, politica economica, etnografia, partiti politici, analisi, diritto civile tedesco, critica di Kant e fondamenti di 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. In realtà il suo interesse principale era nell'area della matematica.

Ha trascorso sei anni al college, ha conseguito un dottorato di ricerca e ha acquisito la fiducia necessaria per affrontare il suo futuro. Tra i suoi professori ha annoverato personalità come Ferdinand von Lindemann, Adolf Hurwitz, David Hilbert e anche il fisico Emil Wiechert.

Fase militare

Dopo aver completato gli studi universitari, Sommerfeld ha adempiuto ai suoi obblighi nell'area militare come volontario per un anno. Faceva parte del reggimento di fanteria a Königsberg, sebbene non fosse un lavoro che gli piaceva molto; considerava il lavoro militare di un soldato come qualcosa di noioso.

Uno dei vantaggi di essersi addestrati per il reggimento di fanteria era che si trovava a Königsberg e quindi rimaneva vicino a casa. Anche a causa della natura volontaria del suo lavoro, poteva dormire a casa.

Gara

Dopo aver completato i suoi obblighi nel mondo militare e dopo aver ottenuto un dottorato, si trasferì a Gottinga nel 1891 per lavorare presso l'Università di quella città. A Gottinga ha lavorato insegnando alcuni corsi di matematica e fisica teorica. Fu anche assistente di Felix Klein, un noto matematico dell'epoca.

Nel 1897 andò all'Università Clausthal Zellerfeld, a Goslar, dove insegnò anche per tre anni prima di trasferirsi ad Aquisgrana. All'università della città ha servito come professore di ingegneria tecnica.

Essendo professore di fisica teorica a Monaco, tra il 1906 e il 1931, fu quando completò le sue opere più rilevanti. Venne a Monaco per sostituire il fisico Ludwig Boltzmann come professore di fisica teorica. Inoltre era responsabile della direzione dell'Istituto di educazione teorica che si trovava a Monaco nell'Università dello Stato.

Morte

Arnold Sommerfeld morì il 26 aprile 1951. La sua morte avvenne a Monaco, dove subì un incidente stradale mentre camminava con i suoi nipoti.

Alla fine di marzo, il fisico tedesco stava passeggiando per la sua casa a Monaco con i suoi nipoti, quando è stato investito da un'auto. Dopo dieci giorni ha perso conoscenza e poco dopo è morto a causa delle ferite riportate a seguito dell'incidente.

Modelli atomici

Il suo lavoro principale avvenne nel 1915 quando, insieme al fisico danese Niels Bohr, fu incaricato di trasformare alcuni aspetti della teoria atomica. Per questo, entrambi gli scienziati si sono basati su altre teorie, come quella quantistica e quella relativistica.

La sua motivazione era basata sul fatto che la teoria atomica aveva difetti quando si trattava di spiegare cosa fossero gli atomi complessi

Nelle idee sollevate da Sommerfeld e Bohr, hanno spiegato che le orbite create dagli elettroni erano di forma ellittica. Inoltre, queste orbite avevano un altro numero quantico, considerato secondario.

L'importanza di questi numeri quantici, sia quello secondario che quello principale che Bohr ha ottenuto, era che ha determinato se l'elettrone avesse un momento angolare. Questo era rilevante perché ci ha permesso di determinare se l'elettrone avesse 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 dimostrò che le idee di Sommerfeld erano corrette, ma non era ancora una teoria definitiva poiché non risolveva alcuni problemi

i problemi

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

Come Wolfgang Pauli, nel 1924, che affermò che la presenza di due elettroni non potrebbe avvenire contemporaneamente se avessero lo stesso numero quantico. Inoltre, un quarto numero quantico fu introdotto nel 1924 grazie ai progressi di Goudsmit e Unlenbeck.

Sono state le idee della meccanica quantistica ondulatoria a consentire una migliore analisi degli spettri. Infine, questo modello Bohr-Sommerfeld fu successivamente sostituito da un modello che si basava sulla meccanica delle onde.

Altri contributi

Il lavoro di Sommerfeld gli ha permesso di sviluppare più idee sul campo. Delle sue applicazioni della teoria ai problemi tecnici, la teoria che sviluppò dell'attrito del lubrificante e i suoi contributi alla telegrafia senza fili furono i più conosciuti.

Anche i suoi contributi in altri campi furono rilevanti, specialmente quando lavorò alla teoria classica dell'elettromagnetismo.

Il suo lavoro di insegnante è stato anche un grande contributo al mondo scientifico. Dal 1906, quando arrivò all'Università di Monaco, formò diverse generazioni di fisici teorici. I suoi studenti includono otto premi Nobel.

Era importante per introdurre il secondo e il terzo numero quantico, ma anche la teoria dell'onda dei raggi X.

Durante l'ultima fase della sua carriera, il tedesco era incaricato di utilizzare la meccanica statistica per spiegare alcuni comportamenti. In particolare, ha spiegato le proprietà elettroniche dei metalli.

Ha avuto un ruolo di primo piano nella creazione del Journal of Physics nel 1920. Questa pubblicazione è servita per pubblicare e rivedere molti lavori nell'area della fisica.

Opere pubblicate

Sommerfeld ha pubblicato diversi lavori nel corso della sua carriera. Due dei suoi lavori sono stati i più notevoli, 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 sono stati scritti, alcuni dei quali hanno diversi volumi. Oltre ai tanti 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 è mai stato insignito del Premio Nobel per la fisica.

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

Solo nel 1929 ebbe nove candidature. E l'anno in cui morì ne ricevette altri quattro.

Sebbene non abbia mai ricevuto il premio, ha l'onore di essere il fisico con gli studenti più vincenti.

Riferimenti

1. Arnold Sommerfeld - fisico tedesco. Recuperato da britannica.com
2. Beléndez, A. (2017). Sommerfeld: l'eterno candidato Nobel. Recuperato da bbvaopenmind.com
3. Eckert, M. (2013). Arnold Sommerfeld. New York, NY: Springer.
4. Izquierdo Sañudo, M. (2013). Evoluzione storica dei principi della chimica. : Uned - Università Nazionale.
5. Seth, S. (2010). Creare il quantum. Cambridge, Mass.: MIT Press.