Bir fizikçi olmak istiyorsanız, üç şey yapmalısınız - birincisi, matematiği çalışın, ikincisi, daha fazla matematik çalışın ve üçüncüsü, aynısını yapın.
Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld, atom ve kuantum fiziğindeki gelişimleri öncü olan ve yeni teorik fizik çağı için birçok öğrenciyi eğiten ve yetiştiren Alman teorik fizikciydi. Fizik ve kimya alanında birçok Nobel Ödülü sahibinin doktora danışmanı olarak görev yaptı ve yalnızca J. J. Thomson'un mentörlük sicili onunkine karşılaştırılabilir.
İkinci kuantum sayısını azimut kuantum sayısını ve üçüncü kuantum sayısını manyetik kuantum sayısını tanıttı. Ayrıca ince yapı sabitini tanıttı ve X-ışını dalga teorisini öncü kıldı.
Erken yaşam ve eğitim
Sommerfeld, matematik ve fizik bilimlerini doğal kenti Königsberg, Doğu Prusya'daki Albertina Üniversitesi'nde okudu. Disertasyon danışmanı matematikçi Ferdinand von Lindemann idi ve matematikçiler Adolf Hurwitz ve David Hilbert ile fizikçi Emil Wiechert'in derslerinden de yararlandı. Öğrenci birliği Deutsche Burschenschaft'a katılımı yüzüne bir düello izi bıraktı. 24 Ekim 1891'de 22 yaşında doktorasını aldı.
Doktorasını aldıktan sonra, Sommerfeld öğretim diploması üzerinde çalışmak için Königsberg'de kaldı. 1892'de ulusal sınavı geçti ve ardından Königsberg'deki yedek alayda yapılan bir yıllık askerlik görevine başladı. Zorunlu askerlik hizmetini Eylül 1893'te tamamladı ve sonraki sekiz yıl boyunca gönüllü sekiz haftalık askerlik hizmetinde bulundu. Kıvrımlı bıyığı, fizik yapısı, Prusya tavrı ve yüzündeki eskrim izi ile husarların bir albayı izlenimi verirdi.
Kariyer
Göttingen
Ekim 1893'te Sommerfeld, Almanya'nın matematik merkezi olan Göttingen Üniversitesi'ne gitti. Orada, şanslı bir kişisel temas aracılığıyla Mineraloji Enstitüsü'nde Theodor Liebisch'in asistanı oldu - Liebisch Königsberg Üniversitesi'nde profesör olmuş ve Sommerfeld ailesinin bir arkadaşıydı.
Eylül 1894'te Sommerfeld, Felix Klein'ın asistanı oldu; bu, Klein'ın derslerinde kapsamlı notlar almak ve bunları Matematik Okuma Odası için yazmak ve okuma odasını yönetmek anlamına geliyordu. Sommerfeld'in Habilitationsschrift'i 1895'te Klein'ın gözetiminde tamamlandı; bu, Sommerfeld'in Göttingen'de Privatdozent olmasını sağladı. Privatdozent olarak Sommerfeld, çok çeşitli matematiksel ve matematiksel fizik konularında ders verdi. Kısmi diferansiyel denklemler üzerine dersleri ilk olarak Göttingen'de verildi ve öğretim kariyeri boyunca Teorik Fizik Üzerine Dersler başlıklı ders kitabı serisinin Cilt VI'sı olan Fizikte Kısmi Diferansiyel Denklemler başlığı altında evrim geçirdi.
1895 ve 1896'da Klein'ın dönen cisimler hakkındaki dersleri, Klein ve Sommerfeld'i dört ciltlik bir metin Die Theorie des Kreisels - 13 yıllık bir işbirliği, 1897–1910 yazmaya yöneltti. İlk iki cilt teori hakkındaydı ve son ikisi jeofizikte, astronomide ve teknolojideki uygulamalar hakkındaydı. Sommerfeld'in Klein ile sahip olduğu ilişki, Sommerfeld'in zihni döngüsünü uygulamalı matematiğe ve dersler verme sanatına dönüştürmesinde etki etti.
Göttingen'deyken Sommerfeld, Ernst Höpfner'in kızı Johanna Höpfner ile tanıştı; Ernst Höpfner, Göttingen'de müze müdürüydü. Ekim 1897'de Sommerfeld, Clausthal-Zellerfeld'deki Bergakademie'deki Matematik Profesörlüğü görevine başladı; Wilhelm Wien'in halefi oldu. Bu görev, sonunda Johanna ile evlenmek için yeterli gelir sağladı.
Klein'in ricası üzerine Sommerfeld, Enzyklopädie der mathematischen Wissenschaften'in Cilt V'inin editörü olarak görev aldı; 1898'den 1926'ya kadar süren büyük bir girişimdi.
Aachen
1900'de Sommerfeld, daha sonra RWTH Aachen Üniversitesi haline gelecek olan Königliche Technische Hochschule Aachen'deki Uygulamalı Mekanik Profesörlüğü görevine başladı; extraordinarius profesör olarak Klein'ın çabaları aracılığıyla bu görev düzenlendi. Aachen'de hidrodinamik teorisini geliştirdi; bu, uzun süre ilgisini çekeceğe dönüşecekti. Daha sonra München Üniversitesi'nde, Sommerfeld'in öğrencileri Ludwig Hopf ve Werner Heisenberg bu konuda doktora tezlerini yazacaklardı.
München
1906'dan itibaren Sommerfeld, München Üniversitesi'nde fizik ordinarius profesörü ve yeni Teorik Fizik Enstitüsü müdürü olarak kendini kurdu. Diese görevler için Wilhelm Röntgen tarafından seçildi; Röntgen, München'deki Fizik Enstitüsü'nün müdürüydü ve Sommerfeld bunu "ayrıcalıklı bir eylem alanı"na çağrı olarak nitelendirdi.
19. yüzyılın sonundan 20. yüzyılın başlarına kadar, Almanya'da deneysel fizik, topluluk içinde daha yüksek bir statüye sahip olarak kabul ediliyordu. Ancak 20. yüzyılın başlarında, Sommerfeld gibi München'deki ve Max Born gibi Göttingen Üniversitesi'ndeki teorisyenler, matematikte erken eğitim almış, bunun tersini yaptılar; böylece matematiksel fizik, yani teorik fizik, ana hareket haline geldi ve deneysel fizik teoriyi doğrulamak veya ilerletmek için kullanıldı. Sommerfeld'le doktoraları tamamladıktan sonra Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg ve Walter Heitler, Born'un asistanları oldular ve kuantum mekaniğinin gelişimine önemli katkılarda bulundular; bu da çok hızlı gelişmekteydi.
München'deki 32 yıllık öğretim süresince Sommerfeld, genel ve uzmanlaşmış dersler verdi; seminerler ve kolokyumlar da düzenledi. Genel dersler mekanik, deformable cisimlerin mekaniği, elektrodinamik, optik, termodinamik ve istatistiksel mekanik, ve fizikte kısmi diferansiyel denklemler hakkındaydı. Bunlar haftada dört saat, kışın 13 hafta ve yazın 11 hafta yapıldı ve Röntgen tarafından ardından Wilhelm Wien tarafından verilen deneysel fizik kurslarını alan öğrenciler için düzenlendi. Ayrıca problemlerin tartışılması için haftalık iki saatlik bir sunum vardı. Uzmanlaşmış dersler güncel ilgi konularıydı ve Sommerfeld'in araştırma ilgilerine dayanıyordu; bu derslerden material daha sonra Sommerfeld'in bilimsel literatür yayınlarında görüldü. Bu özel derslerin hedefi, teorik fiziğin mevcut sorunları ile karşı karşıya gelmek ve Sommerfeld ve öğrencilerin bu konunun sistematik bir anlayışını kazanması idi; problem başarıyla çözülüp çözülmediği önemli değildi. Seminer ve kolokyum dönemleri için, öğrencilere güncel literatürden makaleler atandı ve ardından sözlü bir sunum hazırladılar. 1942'den 1951'e kadar, Sommerfeld ders notlarını yayın için düzenlemek üzerine çalıştı. Bunlar altı ciltlik Teorik Fizik Üzerine Dersler olarak yayınlandı.
Öğrencilerin bir listesi için, lütfen tür tarafından organize edilen listeyi görün. Sommerfeld'in dört doktora öğrencisinden Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Peter Debye ve Hans Bethe Nobel Ödülü kazanmaya gidildi; diğerleri, özellikle, Walter Heitler, Rudolf Peierls, Karl Bechert, Hermann Brück, Paul Peter Ewald, Eugene Feenberg, Herbert Fröhlich, Erwin Fues, Ernst Guillemin, Helmut Hönl, Ludwig Hopf, Adolf Kratzer, Otto Laporte, Wilhelm Lenz, Karl Meissner, Rudolf Seeliger, Ernst C. Stückelberg, Heinrich Welker, Gregor Wentzel, Alfred Landé ve Léon Brillouin kendi başlarına ünlü oldular. Sommerfeld'in üç postdoctoral öğrencisinden Linus Pauling, Isidor I. Rabi ve Max von Laue Nobel Ödülü kazandılar ve on diğer kişi, William Allis, Edward Condon, Carl Eckart, Edwin C. Kemble, William V. Houston, Karl Herzfeld, Walther Kossel, Philip M. Morse, Howard Robertson ve Wojciech Rubinowicz kendi başlarına ünlü olmaya gidildi. Walter Rogowski, RWTH Aachen'de Sommerfeld'in bir lisans öğrencisiydi ve ayrıca kendi başlarına ünlü olmaya gitti. Max Born, Sommerfeld'in yeteneklerinin "yeteneklerin keşfi ve geliştirilmesi"ni içerdiğine inanıyordu. Albert Einstein, Sommerfeld'e şu sözleri söyledi: "Sizin hakkınızda özellikle beğendiğim şey, sanki topraktan bu kadar çok genç yeteneği dışarı çıkarmış olmanız." Sommerfeld'in profesör ve enstitü müdürü olarak stili kendisinin ve meslektaşlarının ve öğrencilerinin arasında mesafe koymadı. Onlardan işbirliği talep etti ve onların fikirleri sıklıkla fizik hakkında kendi görüşlerini etkiledi. Onları evinde eğlendirdi ve seminerler ve kolokyumlardan önce ve sonra kafelerde onlarla buluştu. Sommerfeld, öğrencilerin sıklıkla fizik tartışmaları kadar zorlayıcı olan sporlar için davet edildikleri bir alp kayak kulübesi sahipti.
München'deyken Sommerfeld, Albert Einstein'ın özel görelilik teorisi ile temasa geçti; o zamanlar henüz yaygın olarak kabul edilmiyordu. Teoriyi şüphecilerin kabulü konusunda matematiksel katkıları yardımcı oldu. 1914'te Léon Brillouin ile dağınık ortamlarda elektromanyetik dalgaların yayılımı üzerine çalıştı. Kuantum mekaniğinin kurucularından biri oldu; bazı katkıları Sommerfeld–Wilson nicemlemesi kurallarının ortak keşfini (1915) Bohr'un atom modelinin genelleştirilmesini, Sommerfeld ince yapı sabitinin tanıtımını (1916), Walther Kossel ile Sommerfeld–Kossel yer değiştirmesi yasasının ortak keşfini (1919) ve Atombau und Spektrallinien (1919) yayınlanmasını içerdi; bu, atom ve kuantum fiziğini geliştiren yeni fizikçi nesli için atom teorisinin "bibliyası" haline geldi.
1918'de Sommerfeld, Deutsche Physikalische Gesellschaft DPG'nin başkanlığında Einstein'ın yerini aldı. Başarılarından biri yeni bir dergiyi kurmasıydı. DPG dergilerinde yayınlanan bilimsel makaleler o kadar çok hale geldi ki, DPG'nin bir komitesi, 1919'da, orijinal araştırma makalelerinin yayınlanması için Zeitschrift für Physik'in kurulmasını tavsiye etti; bu 1920'de başladı. Herhangi bir saygın bilim insanının hakem yapılmaksızın makalesinin yayınlanması mümkün olduğundan, gönderim ile yayın arasındaki zaman çok hızlıydı - iki hafta kadar hızlı. Bu, bilhassa Almanya'da kuantum mekaniğinin bilimsel teorik gelişmelerini büyük ölçüde teşvik etti; çünkü bu dergi, ileri görüşlere sahip yeni kuantum teorisyenleri nesli için tercih edilen yayın aracısıydı.
1922/1923 kış semesterinde Sommerfeld, Wisconsin–Madison Üniversitesi'nde Carl Schurz Anma Fizik Profesörü derslerini verdi.
1927'de Sommerfeld, metallardaki elektronlar için Paul Drude tarafından ortaya konan Drude modeline Fermi–Dirac istatistikleri uyguladı. Yeni teori, orijinal modelin tahmin ettiği ısıl özelliklerle ilgili birçok sorunu çözdü ve Drude–Sommerfeld modeli olarak tanındı.
1928/1929'da Sommerfeld, Hindistan, Çin, Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde başlıca duraklar ile dünya çapında geziler yaptı.
Sommerfeld büyük bir teorisyen oldu ve kuantum teorisine yapılan paha biçilmez katkılarının yanı sıra fizik alanının klasik elektromanyetizm teorisi gibi diğer alanlarında da çalıştı. Örneğin, iletken bir toprak üzerinde radyasyon yapan bir hertzian dipol problemine bir çözüm önerdi; bu, yıllar içinde birçok uygulamaya yol açtı. Sommerfeld kimliği ve Sommerfeld integralleri, bugüne kadar bu tür problemleri çözmek için en yaygın yoldur. Ayrıca Sommerfeld'in teorik fizik okulu gelişmesinin ve 1900'lerin başında teorik fiziğin yükselişinin bir işareti olarak, 1928 itibarıyla, Almanca konuşulan dünyadaki teorik fizik ordinarius profesörlerinin yaklaşık üçte biri Sommerfeld'in öğrencisiydi.
1 Nisan 1935'te Sommerfeld emeritus statüsü kazandı; bununla birlikte, 1 Aralık 1939'a kadar süren halefi seçim sürecinde kendi geçici yedek olarak kaldı. Süreç, München Fakültesi'nin seçimi ile Reichserziehungsministerium REM; Reich Eğitim Bakanlığı ve Deutsche Physik destekçileri arasındaki akademik ve politik farklılıklar nedeniyle uzun oldu; bu Deutsche Physik, anti-Semitik ve teorik fizik, özellikle kuantum mekanikçesine karşı önyargılıydı. Wilhelm Müller'in - Sommerfeld'in yerine teorik fizikçi olmayan, fizik dergisinde yayın yapmayan ve Deutsche Physikalische Gesellschaft üyesi olmayan - atanması, yeni bir fizikçi nesli yetiştirmek için bu kadar talihsiz ve zararlı olarak kabul edildi ki, Kaiser Wilhelm Institut für Strömungsforschung müdürü Ludwig Prandtl, Kaiser Wilhelm Institut für Strömungsforschung; Kaiser Wilhelm Institut für Akış Araştırması ve Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft araştırma bölümü müdürü ve Deutsche Physikalische Gesellschaft başkanı Carl Ramsauer, Reich yetkililerine yazdıkları yazışmalarda buna atıfta bulundular. Prandtl'in 28 Nisan 1941 tarihli Reich Mareşali Hermann Göring'e gönderilen mektubuna eklenen bir ekte, Prandtl atamaya gerekli teorik fizik eğitiminin "sabotajı" olarak atıfta bulundu. Ramsauer'ın 20 Ocak 1942 tarihli Reich Bakanı Bernhard Rust'a gönderilen mektubuna eklenen bir ekte, Ramsauer atamayı München teorik fizik geleneğinin "yıkılması"yla sonuçlandığı sonucuna vardı.
Sommerfeld'in bir zamanlar vatansever olan görüşlerine gelince, Hitler iktidar aldıktan kısa süre sonra Einstein'a yazdı: "Size \"ulusal\" kelimesinin yöneticilerimiz tarafından kötüye kullanılması beni, benim durumumda bu kadar belirgin olan ulusal duyguların alışkanlığından tamamen kurtardığını söyleyebilirim. Artık Almanya'nın güç olarak ortadan kaybolmasını ve barışlı bir Avrupa'ya birleşmesini görmek isterdim."
Sommerfeld, hayatı boyunca birçok ödülle ödüllendirildi
