Biografia de Arnold Sommerfeld, Modelo Atômico, Contribuições

Arnold Sommerfeld (1868-1951) era um físico alemão, conhecido principalmente por ter uma teoria atômica elaborada com bohr há mais de um século atrás. Ele foi um dos fundadores da física teórica, que se tornou uma disciplina independente graças a suas contribuições, juntamente com as obras de Max Planck, Albert Einstein e Niels Nohr. Ele é considerado um pioneiro da física quântica e atômica.

Atualmente, o Bohr-Sommerfeld Atom e a estrutura fina constante ainda são gerenciados por físicos. Alguns estudiosos associaram o nome de Sommerfeld à Primeira Escola de Física Teórica Moderna. Suas contribuições também foram refletidas com o livro Estrutura atômica e linhas espectrais, Muito importante na física atômica.

Fonte: Gfhund [CC por 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/3.0)], via Wikimedia Commons.

Este livro de sua autoria foi disseminado em todo o mundo, foi traduzido em vários idiomas e era um pilar na formação de muitos estudantes no campo da física nuclear. 

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Biografia

Seu nome completo era Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld. O físico alemão nasceu em 5 de dezembro de 1868 em Königsberg, Alemanha.

Seus pais eram Cäcile Matthias e Franz Sommerfeld, um médico da época. O casal teve mais filhos: Walter, nascido em 1863, era o irmão mais velho de Arnold, que também tinha uma irmã. Margarethe era dois anos mais nova que Arnold, mas só viveu 10 anos desde que foi afetado pela escarlatinha.

Desde muito cedo, Arnold mostrou muito interesse nas artes e até tinha um grande talento. 

Estudos

Seu interesse pelas artes foi refletido nos estudos que ele conduziu em sua cidade natal, Königsberg. Ele mostrou uma paixão especial pela literatura, principalmente pelas obras clássicas dos autores alemães. Ele não tinha qualificações que foram excelentes em todos os assuntos, embora ele também não fosse um aluno ruim.

Antes de iniciar a universidade, a idéia que estava em volta de sua cabeça era se dedicar à indústria da construção, uma área em que um membro de sua família já havia se apresentado.

O único problema que Sommerfeld descobriu foi que, para se apresentar na área de engenharia civil, ele deveria ter deixado sua cidade natal e se estabelecer em alguma cidade que tinha uma universidade técnica onde os estudos foram dados que o serviram para sua carreira.

Na Universidade Alberto de Königsberg, cujo nome recebeu por seu fundador, não pôde estudar engenharia. Mas ele também não tinha certeza da corrida que queria escolher, a mudança passou para o fundo e preferiu ficar perto de sua família.

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Estágio universitário

Durante o primeiro semestre, ele foi orientado nos cursos ministrados na instituição. Ele se matriculou em cursos sobre economia, políticas econômicas, etnografia, partidos políticos, cálculo, direito civil alemão, crítica de Kant e fundações de ética.

Depois de terminar o primeiro semestre, Sommerfeld começou a focar seu currículo nos cursos que tiveram uma base mais técnica, mas continuou sem se concentrar na área de física. Seu principal interesse estava realmente na área de matemática.

Ele passou seis anos na universidade, alcançou um doutorado e ganhou confiança para enfrentar seu futuro. Entre seus professores, ele tinha personalidades como Ferdinand von Lindemann, Adolf Hurwitz, David Hilbert e também Emil Wiechert físico.

Estágio militar

Depois que seus estudos universitários foram concluídos, Sommerfeld cumpriu suas obrigações na área militar como voluntária por um ano. Fazia parte do Regimento de Infantaria que estava em Königsberg, embora não fosse um trabalho que desfrutasse muito; considerado o trabalho militar de um soldado como algo tedioso.

Uma das vantagens de ter se formado para o Regimento de Infantaria foi que ele estava em Königsberg e, portanto, permaneceu perto de sua casa. Mesmo por causa do caráter voluntário de seu trabalho, ele poderia dormir em casa.

Carreira

Uma vez que suas obrigações no mundo militar foram concluídas e depois de ter alcançado o doutorado, ele se mudou para Göttingen em 1891 para trabalhar na Universidade daquela cidade. Em Göttingen, ele trabalhou ensinando alguns tipos de matemática e física teórica. Ele também serviu como assistente de Felix Klein, um matemático bem conhecido da época.

Em 1897, ele foi para a Universidade de Clauthal Zellerfeld, em Goslar, onde também ensinou por três anos e depois se mudou para Aachen. Na Universidade da cidade, ele serviu como professor de engenharia técnica.

Sendo um professor de física teórica em Munique, entre 1906 e 1931, foi quando ele completou seus trabalhos mais relevantes. Ele chegou a Munique para substituir o físico Ludwig Boltzmann na posição de professor de física teórica. Além disso, ele estava encarregado da Diretoria do Instituto de Educação Teórica em Munique na Universidade Estadual.

Morte

Arnold Sommerfeld morreu em 26 de abril de 1951. Sua morte ocorreu em Munique, onde sofreu um acidente de trânsito enquanto caminhava com seus netos.

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No final de março, o físico alemão estava andando em sua casa em Munique com seus netos, quando ele foi espancado por um carro. Depois de dez dias, ele perdeu a consciência e logo depois de morrer como resultado dos ferimentos que sofreu como resultado do acidente. 

Modelos atômicos

Seu principal trabalho ocorreu em 1915, quando, juntamente com o físico dinamarquês Niels Bohr, ele foi responsável por transformar alguns aspectos da teoria atômica. Para isso, ambos os cientistas foram baseados em outras teorias, como quântico e relativística.

Sua motivação foi baseada no fato de que a teoria atômica teve falhas quando se trata de explicar que eles eram os átomos complexos

Nas idéias que Sommerfeld e Bohr levantaram, eles explicaram que as órbitas que os elétrons realizavam foram elipticamente. Além disso, essas órbitas tinham outro número quântico, considerado secundário.

A importância desses números quânticos, tanto o secundário quanto o principal que Bohr obteve, foi que ele especificou se o elétron tivesse um momento angular. Isso foi relevante porque permitiu determinar se o elétron tinha energia cinética.

Ele também falou sobre a presença de um terceiro número quântico, que foi chamado como magnético. Esse número tinha a função de estabelecer o quão inclinado o plano da órbita era.

Em 1916, o físico alemão Friedrich Paschen evidenciou que as idéias que Sommerfeld levantaram estavam corretas, mas não era uma teoria definitiva, pois ele não resolveu alguns problemas

Problemas

O sistema periódico dos elementos e o comportamento químico que eles tiveram uma explicação melhor graças ao modelo atômico chamado Bohr-Sommerfeld. Mas a contribuição de outros estudos para isso também foi necessária. Por exemplo, ele se beneficiou de descobertas posteriores.

Como Wolfgang Pauli, em 1924, que disse que a presença de dois elétrons não poderia ocorrer ao mesmo tempo se tivessem o mesmo número quântico. Além disso, um quarto número quântico foi introduzido em 1924, graças aos avanços do GOUDSMIT e UNNBECK.

Foram as idéias de mecânica quântica ondulada que permitiu uma melhor análise dos espectros. Finalmente, este modelo Bohr-Sommerfeld foi posteriormente substituído por um modelo baseado em mecânica ondulada.

Outras contribuições

O trabalho de Sommerfeld permitiu que ele desenvolvesse mais idéias no campo. De suas aplicações teoria a problemas técnicos, a teoria que ele desenvolveu sobre o atrito de lubrificantes e suas contribuições para a telegráfica sem fio foram os mais conhecidos.

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Suas contribuições em outros campos também foram relevantes, especialmente quando ele trabalhou na teoria clássica do eletromagnetismo.

Seu trabalho como professor também foi uma grande contribuição para o mundo científico. Desde 1906, quando chegou à Universidade de Munique, ele treinou várias gerações de físicos teóricos. Entre seus alunos, você pode dizer oito prêmios Nobel.

Era importante introduzir o segundo e o terceiro número quântico, mas também a teoria da onda x -raio.

Durante a última etapa de sua carreira, o alemão foi responsável pelo uso da mecânica estatística para explicar alguns comportamentos. Explicou especificamente as propriedades eletrônicas que os metais tinham.

Teve um excelente papel para estabelecer o Revista de Física Em 1920. Esta publicação serviu para ser publicada e muitos trabalhos na área de física foram revisados.

Trabalhos publicados

Sommerfeld publicou vários trabalhos ao longo de sua carreira. Dois de seus trabalhos foram os mais proeminentes, como é o caso de Átomos e linhas espectrais e o texto de Introdução à física teórica.

No total, havia mais de 10 livros que tinham sua autoria, alguns deles têm vários volumes. Além dos vários artigos que ele escreveu sobre suas idéias e descobertas.

prémios Nobel

Sommerfeld é o protagonista de um dos casos mais curiosos do mundo científico. Apesar de todas as contribuições que ele fez, ele nunca recebeu um Prêmio Nobel de Física.

É ainda mais curioso se for levado em consideração que ele é o físico com mais indicações na história do Prêmio Nobel. Possui um total de 84 candidatos, que se acumularam entre 1917 e 1951.

Somente em 1929 teve nove indicações. E o ano em que ele morreu recebeu mais quatro.

Embora ele nunca tenha recebido o prêmio, ele tem a honra de ser o físico com mais alunos vencedores do mesmo.

Referências

1. Arnold Sommerfeld | Físico alemão. Recuperado da Britannica.com
2. Beléndez, a. (2017). Sommerfeld: o eterno candidato do Nobel. Recuperado de Bbvaopenmind.com
3. Eckert, m. (2013). Arnold Sommerfeld. Nova York, NY: Springer.
4. Sañudo saiu, M. (2013). Evolução histórica dos princípios da química. [Local de publicação não identificado]: UNED - Universidade Nacional.
5. Seth, s. (2010). Criação do quantum. Cambridge, Massachusetts.: MIT Press.