ARNOLD SOMMERFELD: BIOGRAPHIE, ATOMMODELL, BEITRÄGE - ARTE - 2025

Arnold Sommerfeld (1868-1951) war ein deutscher Physiker, der vor mehr als einem Jahrhundert mit Bohr die Atomtheorie entwickelt hatte. Er war einer der Begründer der theoretischen Physik, die dank seiner Beiträge zusammen mit den Werken von Max Planck, Albert Einstein und Niels Nohr zu einer eigenständigen Disziplin wurde. Er gilt als Pionier der Quanten- und Atomphysik.

Das Bohr-Sommerfeld-Atom und die Feinstrukturkonstante sind bis heute Konzepte der Physiker. Einige Wissenschaftler haben Sommerfelds Namen mit der ersten modernen Schule der theoretischen Physik in Verbindung gebracht. Seine Beiträge spiegelten sich auch im Lehrbuch Atomstruktur und Spektrallinien wider, die in der Atomphysik sehr wichtig sind.

Quelle: GFHund, über Wikimedia Commons.

Dieses Buch seiner Autorenschaft verbreitete sich auf der ganzen Welt, wurde in mehrere Sprachen übersetzt und war eine Säule in der Ausbildung vieler Studenten auf dem Gebiet der Kernphysik.

Biografie

Sein voller Name war Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld. Der deutsche Physiker wurde am 5. Dezember 1868 in Königsberg geboren.

Seine Eltern waren Cäcile Matthias und der damalige Arzt Franz Sommerfeld. Das Paar hatte mehr Kinder: Walter, geboren 1863, war Arnolds älterer Bruder, der auch eine Schwester hatte. Margarethe war zwei Jahre jünger als Arnold, lebte aber nur zehn Jahre, da sie von Scharlach betroffen war.

Schon früh zeigte Arnold großes Interesse an den Künsten und hatte sogar großes Talent.

Studien

Sein Interesse an den Künsten spiegelte sich in den Studien wider, die er in seiner Heimatstadt Königsberg durchführte. Er zeigte eine besondere Leidenschaft für die Literatur, insbesondere für die klassischen Werke deutscher Autoren. Er hatte nicht in allen Fächern hervorragende Noten, obwohl er auch kein schlechter Schüler war.

Vor dem Beginn des Studiums ging es ihm um die Bauindustrie, in der bereits ein Mitglied seiner Familie gearbeitet hatte.

Das einzige Problem, das Sommerfeld fand, war, dass er, um im Bereich des Bauingenieurwesens arbeiten zu können, seine Heimatstadt verlassen und sich in einer Stadt niederlassen musste, in der es eine technische Universität gab, an der Studien unterrichtet wurden, die ihm für seine Karriere dienten.

An der nach ihrem Gründer benannten Albert-Universität Königsberg konnte er kein Ingenieurstudium absolvieren. Da er sich jedoch nicht sicher war, welche Karriere er wählen wollte, trat der Umzug in den Hintergrund und er zog es vor, in der Nähe seiner Familie zu bleiben.

Universitätsbühne

Im ersten Semester orientierte er sich an den Lehrveranstaltungen der Institution. Er nahm an Kursen zu den Themen Wirtschaft, Wirtschaftspolitik, Ethnographie, Parteien, Kalkül, deutsches Zivilrecht, Kritik an Kant und Grundlagen der Ethik teil.

Nach Abschluss des ersten Semesters konzentrierte sich Sommerfeld in seinem Lehrplan auf Kurse mit einer eher technischen Grundlage, fuhr jedoch fort, ohne sich auf das Gebiet der Physik zu konzentrieren. Eigentlich lag sein Hauptinteresse im Bereich der Mathematik.

Er verbrachte sechs Jahre am College, promovierte und gewann das Selbstvertrauen, sich seiner Zukunft zu stellen. Zu seinen Professoren zählten Persönlichkeiten wie Ferdinand von Lindemann, Adolf Hurwitz, David Hilbert und der ebenfalls Physiker Emil Wiechert.

Militärbühne

Nach Abschluss seines Studiums erfüllte Sommerfeld seine Verpflichtungen im Militärbereich als Freiwilliger für ein Jahr. Er war Teil des Infanterieregiments in Königsberg, obwohl es kein Job war, den er sehr genoss; er betrachtete die militärische Arbeit eines Soldaten als etwas Mühsames.

Einer der Vorteile der Ausbildung für das Infanterieregiment war, dass es sich in Königsberg befand und daher in der Nähe seiner Heimat blieb. Trotz des freiwilligen Charakters seiner Arbeit konnte er zu Hause schlafen.

Rennen

Nachdem er seine Verpflichtungen in der Militärwelt erfüllt und promoviert hatte, zog er 1891 nach Göttingen, um an der Universität dieser Stadt zu arbeiten. In Göttingen unterrichtete er einige Klassen in Mathematik und theoretischer Physik. Er diente auch als Assistent von Felix Klein, einem bekannten Mathematiker der Zeit.

1897 ging er an die Clausthal Zellerfeld Universität in Goslar, wo er auch drei Jahre lang unterrichtete, bevor er nach Aachen zog. An der Universität der Stadt war er Professor für technische Technik.

Als Professor für theoretische Physik in München zwischen 1906 und 1931 vollendete er seine wichtigsten Arbeiten. Er kam nach München, um den Physiker Ludwig Boltzmann als Professor für theoretische Physik zu ersetzen. Außerdem leitete er die Leitung des Instituts für Theoretische Bildung in München an der Universität des Landes.

Tod

Arnold Sommerfeld starb am 26. April 1951. Sein Tod ereignete sich in München, wo er beim Gehen mit seinen Enkelkindern einen Verkehrsunfall erlitt.

Ende März lief der deutsche Physiker mit seinen Enkelkindern in seinem Haus in München herum, als er von einem Auto angefahren wurde. Nach zehn Tagen verlor er das Bewusstsein und kurz nach seinem Tod starb er an den Folgen des Unfalls.

Atommodelle

Seine Hauptarbeit fand 1915 statt, als er zusammen mit dem dänischen Physiker Niels Bohr für die Transformation einiger Aspekte der Atomtheorie verantwortlich war. Beide Wissenschaftler stützten sich dabei auf andere Theorien wie Quanten- und Relativtheorien.

Seine Motivation beruhte auf der Tatsache, dass die Atomtheorie Mängel bei der Erklärung der komplexen Atome aufwies

In den Ideen, die Sommerfeld und Bohr aufbrachten, erklärten sie, dass die von Elektronen erzeugten Bahnen eine elliptische Form hatten. Zusätzlich hatten diese Bahnen eine andere Quantenzahl, die als sekundär angesehen wurde.

Die Bedeutung dieser Quantenzahlen, sowohl der sekundären als auch der Hauptquantenzahlen, die Bohr erhielt, bestand darin, dass er bestimmte, ob das Elektron einen Drehimpuls hatte. Dies war relevant, weil wir damit feststellen konnten, ob das Elektron kinetische Energie hatte.

Er sprach auch über das Vorhandensein einer dritten Quantenzahl, die als magnetisch bezeichnet wurde. Diese Zahl hatte die Funktion festzustellen, wie geneigt die Ebene der Umlaufbahn war.

Für das Jahr 1916 zeigte der deutsche Physiker Friedrich Paschen, dass Sommerfelds Ideen richtig waren, aber es war keine endgültige Theorie, da sie einige Probleme nicht löste.

Probleme

Das periodische System der Elemente und das Verhalten auf chemischer Ebene, das sie hatten, konnten dank des Atommodells namens Bohr-Sommerfeld besser erklärt werden. Dafür war aber auch der Beitrag anderer Studien notwendig. Zum Beispiel profitierte es von späteren Entdeckungen.

Wie Wolfgang Pauli im Jahr 1924, der erklärte, dass die Anwesenheit von zwei Elektronen nicht gleichzeitig auftreten könne, wenn sie dieselbe Quantenzahl hätten. Darüber hinaus wurde 1924 dank der Fortschritte von Goudsmit und Unlenbeck eine vierte Quantenzahl eingeführt.

Es waren die Ideen der Wellenquantenmechanik, die eine bessere Analyse der Spektren ermöglichten. Schließlich wurde dieses Bohr-Sommerfeld-Modell später durch ein Modell ersetzt, das auf Wellenmechanik beruhte.

Sonstige Beiträge

Sommerfelds Arbeit ermöglichte es ihm, mehr Ideen auf diesem Gebiet zu entwickeln. Von seinen Anwendungen der Theorie auf technische Probleme waren die von ihm entwickelte Theorie der Schmiermittelreibung und seine Beiträge zur drahtlosen Telegraphie am bekanntesten.

Seine Beiträge in anderen Bereichen waren ebenfalls relevant, insbesondere als er an der klassischen Theorie des Elektromagnetismus arbeitete.

Seine Arbeit als Lehrer war auch ein großer Beitrag zur wissenschaftlichen Welt. Ab 1906, als er an der Universität München ankam, bildete er mehrere Generationen theoretischer Physiker aus. Zu seinen Schülern zählen acht Nobelpreisträger.

Es war wichtig für die Einführung der zweiten und dritten Quantenzahl, aber auch für die Theorie der Röntgenwelle.

In der letzten Phase seiner Karriere war der Deutsche dafür verantwortlich, mithilfe statistischer Mechanik einige Verhaltensweisen zu erklären. Insbesondere erklärte er die elektronischen Eigenschaften von Metallen.

Er spielte eine herausragende Rolle bei der Gründung des Journal of Physics im Jahr 1920. Diese Veröffentlichung diente der Veröffentlichung und Überprüfung vieler Werke auf dem Gebiet der Physik.

Veröffentlichte Werke

Sommerfeld veröffentlichte im Laufe seiner Karriere mehrere Werke. Zwei seiner Arbeiten waren die herausragendsten, wie beispielsweise Atome und Spektrallinien sowie der Text der Einführung in die theoretische Physik.

Insgesamt wurden mehr als 10 Bücher verfasst, von denen einige mehrere Bände haben. Neben den vielen Artikeln schrieb er über seine Ideen und Entdeckungen.

Nobelpreise

Sommerfeld ist der Protagonist eines der merkwürdigsten Fälle in der wissenschaftlichen Welt. Trotz aller Beiträge erhielt er nie einen Nobelpreis für Physik.

Noch merkwürdiger ist es, wenn man bedenkt, dass er der Physiker mit den meisten Nominierungen in der Geschichte des Nobelpreises ist. Es hat insgesamt 84 Kandidaturen, die zwischen den Jahren 1917 und 1951 angesammelt wurden.

Erst 1929 hatte er neun Nominierungen. Und in dem Jahr, in dem er starb, erhielt er vier weitere.

Obwohl er den Preis nie erhalten hat, hat er die Ehre, der Physiker mit den erfolgreichsten Studenten zu sein.

Verweise

1. Arnold Sommerfeld - deutscher Physiker. Von britannica.com wiederhergestellt
2. Beléndez, A. (2017). Sommerfeld: der ewige Nobelkandidat. Von bbvaopenmind.com wiederhergestellt
3. Eckert, M. (2013). Arnold Sommerfeld. New York, NY: Springer.
4. Izquierdo Sañudo, M. (2013). Historische Entwicklung der Prinzipien der Chemie. : Uned - Nationale Universität.
5. Seth, S. (2010). Das Quanten herstellen. Cambridge, Mass .: MIT Press.