Арнольд Зоммерфельд биография. Физик-теоретик и математик

0
17
Арнольд Иоганнес Вильгельм Зоммерфельд
  • Имя: Арнольд Иоганнес Вильгельм Зоммерфельд
  • Род деятельности: Физик-теоретик и математик
  • Дата рождения: 5 декабря, 1868
  • Дата смерти: 26 апреля, 1951 (82 лет)
  • Место рождения: Кёнигсберг, Пруссия, Германская империя

Арнольд Зоммерфельд был известным немецким физиком, который проделал новаторскую работу в области квантовой физики. Его работа, связанная с теорией рентгеновских волн и введением азимутальных и спиновых квантовых чисел для описания уникального квантового состояния атома, стала крупным прорывом в области атомной физики.

В детстве Зоммерфельд больше интересовался литературой и историей, и было неясно, каким курсом ему следует следовать дальше. Осознание, наконец, осенило его, когда он пообщался с великими математическими умами, такими как Давид Гильберт, Адольф Гурвиц и Фердинанд фон Линдеманн, и решил продолжить карьеру в точных науках.

Этот математик также отработал годичный срок в войсках обороны и, в отличие от других своих современников, которым не нравилась военная служба. В течение следующих восьми лет Зоммерфельд неоднократно проходил добровольную военную службу.

Его взаимодействие с математиком Феликсом Кляйном ознаменовало начало профессионального сотрудничества на протяжении всей его жизни, и Кляйн оказал большое влияние на формирование курса карьеры Арнольда. Этому гениальному уму приписывают участие в качестве научного руководителя для большинства нобелевских лауреатов за его педагогическую карьеру, охватывающую более трех десятилетий.

Ранняя жизнь

Арнольд Иоганнес Вильгельм Зоммерфельд родился в семье Сесиль Матиас и Франца Зоммерфельда 5 декабря 1868 года в восточно-прусском городе Кенигсберг. Франц, принадлежавший к богатой и влиятельной семье, был практикующим врачом.

Зоммерфельд учился в средней школе при «Altstädtisches Gymnasium» в 1875 году; Немецкий физик Вильгельм Вин и немецкий математик Герман Минковски были его старшими учениками в школе.

После зачисления в школу в 1886 году он получил высшее образование в «Кенигсбергском университете». Хотя его основным интересом было изучение математики, он также участвовал в таких курсах, как естественные науки, философия и политическая экономия в университете.

Именно под руководством опытных математиков, таких как Гильберт, Гурвиц и Линдеманн, Зоммерфельд наконец решил провести исследование чистой математики для своей диссертации.

Его диссертация была посвящена собственным функциям и уравнениям в частных производных и называлась «Die willkürlichen Functionen in der Mathematischen Physik» (Произвольные функции в математической физике). В 1891 году этот блестящий подающий надежды математик получил докторскую степень в «Кенигсбергском университете».

Вскоре после этого он прошел подготовку для получения диплома преподавателя и после успешной сдачи экзаменов поступил в армию в 1892 году. В течение годичного срока службы в оборонной службе он был отправлен в Кенигсберг в «запасной полк».

Карьера

Зоммерфельд переехал в Геттинген в 1893 году, так как именно здесь проживали многие великие математические умы, и, таким образом, город превратился в «центр математического развития» в Германии. Чтобы заработать на жизнь, этот подающий надежды математик устроился ассистентом в «Минералогический институт».

В Геттингене Арнольд имел возможность познакомиться с известным немецким математиком Феликсом Кляйном, который был известен своими работами по комплексному анализу и неевклидовой геометрии.

В конце концов Кляйн принял Зоммерфельда в ученики, и, следуя по стопам выдающегося математика, этот новый гений написал свою вторую работу. Дискурс о «математической теории дифракции» также включал уравнения в частных производных.

В продолжение своей работы по «математической теории дифракции» этот блестящий математик провел собственное исследование и представил диссертацию. Его исследовательская работа позволила получить высшую академическую квалификацию в стране, и в 1895 году он был удостоен звания «приват-доцент». Эта академическая награда позволила ему преподавать на университетском уровне.

Начиная с 1895–1896 годов, Кляйн и Зоммерфельд начали 13-летний математический союз, результатом которого стал четырехтомный текст «Die Theorie des Kreisels». Сборник посвящен теории вращающихся тел и применению математической теории к геофизике, астрономии и технике.

Из-за финансовых трудностей с октября 1987 года он получил менее прибыльную должность профессора математики в «Горной академии» в Клаустале. Хотя эта работа была привлекательна для его интеллекта, она давала ему средства для содержания своей семьи, и он также мог продолжать его переписка с Кляйном из Клаусталя.

Затем профессор математики начал преподавать механику в «RWTH Aachen University», ранее известном как «Königliche Technische Hochschule Aachen».

В 1901 году Зоммерфельд вместе с другими математиками взялся за редактирование пятого тома «Математической энциклопедии» (Encyklopädie der Mathematischen Wissenschaften) по настоянию Феликса Клейна.

Арнольд Зоммерфельд переехал в Мюнхен в 1906 году и был назначен ординарным профессором физики в «Мюнхенском университете». Вильгельм Рентген, который в то время был директором Физического института в Мюнхене, предложил имя Зоммерфельда для должности директора нового «Института теоретической физики», входящего в состав университета.

Затем этот исключительный ум сосредоточился на доказательстве теории рентгеновских волн, согласно которой рентгеновские лучи на самом деле были волнами, используя кристаллы в качестве средства дифракции. Он также работал над математическим доказательством теории относительности Альберта Эйнштейна.

Начиная с 1911 года, Арнольд начал работу над своим самым значительным вкладом в мир науки в области квантовой теории. Он предложил модификацию атомной модели Бора, в которой он заявил, что электроны вращаются вокруг ядра по эллиптическим орбитам, а не по круговым орбитам, как предполагалось в первоначальной теории.

Он помог установить «правила квантования Зоммерфельда – Вильсона» в 1915 году, а год спустя он разработал «постоянную тонкой структуры Зоммерфельда», которая является индикатором силы электромагнитного взаимодействия между элементарными заряженными частицами.

В 1916 году Арнольд Зоммерфельд выдвинул концепцию «магнитного квантового числа», а четыре года спустя открыл «внутреннее квантовое число».

Затем выдающийся квантовый физик сотрудничал с современником Вальтером Косселем, и в 1919 году они предложили закон смещения Зоммерфельда – Косселя.

В 1918 году Зоммерфельд создал новый журнал после того, как занял кресло в Deutsche Physikalische Gesellschaft, одной из крупнейших в мире организаций физиков. Два года спустя было создано ответвление журнала Zeitschrift für Physik, в котором будущие ученые могли подавать свои исследования для публикации.

Во время академической сессии 1922-1923 годов этот выдающийся физик был приглашен в «Университет Висконсин-Мэдисон» для чтения лекций «Мемориальный профессор физики Карла Шурца».

Затем Зоммерфельд применил статистическую механику для уточнения «модели Пола Друде» электронов в металлах в 1927 году, и переопределенная версия была названа «моделью Друде-Зоммерфельда».

Выдающийся физик-новатор был удостоен чести Мюнхенского университета, когда 1 апреля 1935 года ему было присвоено звание почетного профессора.

С 1943 по 1950 год он является автором ряда книг, таких как «Mechanik — Vorlesungen über Theoretische Physik Band 1», «Mechanik der deformierbaren Medien — Vorlesungen über Theoretische Physik Band 2», «Elektrodynamik — Vorlesungen über Theoretische Physik Band 3», «Optik — Vorlesungen über Theoretische Physik Band 4 ‘,’ Thermodynamik und Statistik — Vorlesungen über Theoretische Physik Band 5 ‘и’ Partielle Differentialgleichungen der Physik — Vorlesungen über Theoretische Physik Band 6 ‘.

Награды и достижения

Арнольд Зоммерфельд за свою жизнь был удостоен множества наград. Он был членом престижного Лондонского королевского общества, Индийской академии наук, Российской академии наук и Национальной академии наук США.

Он получил почетные степени университетов Афин, Калькутты, Ростока и Ахена.

Знаменитый физик был награжден «Медалью Макса-Палнка», «Медалью Лоренца» и «Медалью Эрстеда» за выдающийся вклад в мир физики.

Личная жизнь

Во время своего пребывания в Геттингене Арнольд полюбил Йоханну Хёпфнер, но его финансовое положение оказалось помехой, и он был признан неподходящим для Йоханны. Таким образом, Зоммерфельд устроился на высокооплачиваемую должность профессора математики в Клаустале. Затем Йоханна и Арнольд вступили в брак, и у них родилось четверо детей.

Арнольд Иоганнес Вильгельм Зоммерфельд погиб в дорожно-транспортном происшествии 26 апреля 1951 года, когда гулял со своими внуками.

Этот известный ученый является эпонимом «Центра теоретической физики» Мюнхенского университета.

Хотя он был номинирован на Нобелевскую премию больше всех других физиков, этот выдающийся ученый так и не получил эту награду.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь