Arnold Sommerfeld (1868–1951): tysk matematiker og teoretisk fysiker

Arnold Sommerfeld (1868–1951) — tysk matematiker og teoretisk fysiker; pioner i kvanteteorien og mentor for generationer af fysikere, der formede moderne atom- og teoretisk fysik.

Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld (5. december 1868 i Königsberg, Østpreussen - 26. april 1951 i München) var en tysk matematiker og teoretisk fysiker.

Sommerfeld var søn af en praktisk læge. Efter at have afsluttet sin skolegang i 1886 begyndte han at studere matematik ved universitetet i Königsberg. I 1891 skrev han sin doktorafhandling om arbitrære funktioner i matematisk fysik. Herefter måtte han aftjene sin værnepligt.

Derefter tog han til Göttingen. Han blev assistent ved instituttet for mineralogi, men var stadig interesseret i matematisk fysik.

I 1894 blev han assistent for Felix Klein. Året efter skrev han sin habilitering om den matematiske teori om optisk diffraktion og blev docent i matematik i Göttingen.

I 1897 blev han gift. Samme år blev han ordinær professor i matematik ved mineskolen i Clausthal. Tre år senere fik han et professorat ved det tekniske universitet i Aachen.

I 1906 blev han professor i teoretisk fysik i München, hvor han blev professor hele sit liv. Mens han var professor i München, rejste han to gange rundt i verden - i 1922/23 var han gæsteprofessor i Wisconsin og rejste derefter gennem Indien, Kina og Japan, i 1928/29 foretog han en rejse gennem USA som underviser på universiteterne.

I 1935 gik han på pension, men han arbejdede stadig indtil 1940. Der var store problemer med at vælge den person, der skulle efterfølge ham. Sommerfeld ville gerne have Werner Heisenberg på sin plads, men i naziregimets tid kunne jobbet kun gå til en person, der underviste i den såkaldte tyske fysik, som omfattede en slags mystik. Sommerfeld forsøgte at forhindre det.

Sommerfeld døde i 1951 i en trafikulykke.

Videnskabelige bidrag

Sommerfeld gjorde centrale bidrag til udviklingen af moderne teoretisk fysik. Han var en af de vigtigste formidlere af matematiske metoder i fysikken og arbejdede især inden for atomfysik, spektroskopi, elektromagnetisme og bølgeteori. Af hans vigtigste resultater kan nævnes:

• Udvidelsen af Bohrs atommodel: Sommerfeld udbyggede Bohrs model ved at indføre elliptiske elektronbaner og ekstra kvantetal (blandt andet det azimutale kvantetal). Denne model, ofte kaldet Bohr–Sommerfeld-modellen, forklarer fintstrukturen i atomers spektrallinjer ved at medtage relativistiske korrektioner.
• Sommerfeld-kvantisering: han var med til at udvikle kvantisationsregler (kan også omtales som Bohr–Sommerfeld‑kvantisering), som var vigtige skridt på vejen mod den senere kvantemekanik.
• Spektroskopi og fintstruktur: hans beregninger af fintstrukturen i hydrogenlignende systemer gav bedre overensstemmelse med observationer end den oprindelige Bohr-model.
• Diffraktions- og bølgeteori: Sommerfelds tidlige arbejde med optisk diffraktion var matematisk dybdegående og bidrog til teorien for bølgeudbredelse og grænseværdi­problemer i fysik.
• Metodisk indflydelse: gennem sine forelæsninger og bøger gjorde han avancerede matematiske metoder tilgængelige for fysikere og hjalp med at opbygge den moderne teoretiske fysik som fag.

Undervisning og elever

Sommerfeld var en fremragende underviser og vejleder. Hans forelæsninger i teoretisk fysik i München tiltrak studerende fra hele verden, og han spillede en afgørende rolle i uddannelsen af en hel generation af fysikere. Blandt de fremtrædende fysikere, som stod i forbindelse med Sommerfeld som elever eller yngre kolleger, er navne som Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Hans Bethe, Peter Debye og Otto Stern. Mange af dem blev senere ledende forskere og flere modtog Nobelpriser. Sommerfelds myndige, men støttende vejledning og hans brede kendskab til både matematik og eksperimentel fysik gjorde ham til en central personlighed i den internationale fysikverden.

Publikationer og formidling

Sommerfeld var også en produktiv forfatter og forelæser. Hans bøger og forelæsningsserier om teoretisk fysik var lærebøger for generationer af studerende. Han ønskede at kombinere streng matematik med fysisk intuition, og hans tekster afspejler denne balance. Et kendt eksempel er hans arbejde med atomopbygning og spektre, som blev flittigt brugt i forsknings- og undervisningssammenhæng.

Senere år og eftermæle

Sommerfelds karriere blev påvirket af de politiske omvæltninger i Tyskland i 1930'erne. Han forsøgte at beskytte fagets faglighed mod ideologisk indblanding og modstod bestræbelserne på at erstatte moderne fysik med den såkaldte "tyske fysik". Selvom han officielt gik på pension i 1935, fortsatte han med at arbejde indtil omkring 1940. Efter krigen genvandt hans arbejde og skole stor betydning, og hans metoder og resultater består som grundsten i teoretisk fysik.

Arnold Sommerfeld huskes i dag både for sine originale videnskabelige opdagelser og for sin rolle som mentor og formidler. Hans efterladte forelæsninger og skrifter fortsatte længe med at influere undervisning og forskning i teoretisk fysik.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvem var Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld?

Q: Hvornår blev han født?

Sp: Hvor boede han?

Sp: Hvilken nationalitet havde han?

Sp: Hvilke bedrifter havde han?

Spørgsmål: Hvornår døde han?

Søg efter bogstav