ארנולד זומרפלד

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
ארנולד יוהנס וילהלם זומרפלד
Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld
1868 –‏ 1951
Sommerfeld1897.gif
ארנולד זומרפלד, 1897
תרומות עיקריות
קבוע המבנה הדק, מודל האלקטרונים החופשיים (מודל דרודה-זומרפלד)

ארנולד יוהנס וילהלם זוֹמֶרְפלד (Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld;‏ 5 בדצמבר 1868, קניגסברג, ממלכת פרוסיה26 באפריל 1951, מינכן, גרמניה המערבית) היה פיזיקאי תאורטי, חלוץ בתחום מכניקת הקוונטים ופיזיקה אטומית. לזכותו נזקף קבוע המבנה הדק, שאותו הגה בשנת 1916, כמו גם עבודה ראשונית על מספרים קוונטיים ועל קרני רנטגן, ספקטרום פליטה אטומי, ותרומות בתחומי האלקטרומגנטיות ותורת היחסות הפרטית. עבד מרבית שנותיו במכון לפיזיקה תאורטית באוניברסיטת מינכן.

במהלך שנות עבודתו במינכן, זומרפלד "גידל" מספר יוצא דופן של סטודנטים שהפכו לאחר מכן למפורסמים בזכות עצמם, כולל ארבעה דוקטורנטים ושלושה פוסט-דוקטורנטים אשר זכו בפרס נובל. הוא הוצע לפרס נובל 81 פעמים‏[1] אך לא זכה בו מעולם.

צעירותו[עריכת קוד מקור | עריכה]

זומרפלד למד מתמטיקה ומדעי הטבע באוניברסיטת אלברטינה, שבעיר הולדתו קניגסברג. הוא קיבל תואר דוקטור (PhD) בשנת 1891, בהיותו בן 23, תחת הנחייתו של פרדיננד פון לינדמן. ידוע כי בתקופת לימודיו השתתף בשיעורים של המתמטיקאים דויד הילברט, אדולף הרוויץ והפיזיקאי אמיל ויכרט, וכי נשארה לו צלקת מתחרות סיוף. לאחר קבלת הדוקטורט הוא נשאר בקניגסברג לשם השגת תעודת הוראה, אותה קיבל בשנת 1892. לאחר מכן שירת בצבא למשך שנה אחת בחטיבת המילואים של קניגסברג.

תחילת הקריירה[עריכת קוד מקור | עריכה]

גטינגן[עריכת קוד מקור | עריכה]

באוקטובר 1893 החל זומרפלד לעבוד כעוזר הוראה של תאודור ליביש במכון המינרלוגי באוניברסיטת גטינגן. בספטמבר 1894 הפך לעוזרו של המתמטיקאי פליקס קליין. בשנת 1895 כתב את תזת האביליטציה וקיבל סטטוס פריבטדוצנט באוניברסיטת גטינגן‏[2].

לאחר ההביליטציה החל להרצות באוניברסיטה בתחומי המתמטיקה ופיזיקה מתמטית. הרצאותיו בנושא משוואות דיפרנציאליות חלקיות הוכללו בכרך השישי של ספר הלימוד שלו על פיזיקה תאורטית. בעקבות הרצאותיו של קליין על גופים מסתובבים, כתבו יחד ספר בארבעה כרכים שנקרא Die Theorie des Kreisels (תורת הסביבונים), במשך 13 השנים שבין 1897–1910. בנוסף ערך את הכרך החמישי באנציקלופדיה של המתמטיקה (Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften) בין השנים 1898-1926.

בגטינגן הכיר זומרפלד את יוהאנה, בתו של אוצֵר האוניברסיטה‏[3] וילהלם וין. בשנת 1897 התמנה זומרפלד כפרופסור בקתדרה למתמטיקה באוניברסיטת קלאוסתל-צלרפלד (Clausthal-Zellerfeld). במשרה זו הרוויח משכורת שהספיקה לחתונתו עם יוהאנה.

אאכן[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשנת 1900 קיבל זומרפלד משרת פרופסור למתמטיקה באוניברסיטת אאכן, תודות גם להתערבותו של קליין. באאכן עבד על תורת ההידרודינמיקה, עליה גם כתבו את תזת הדוקטורט לודוויג הופף (Ludwig Hopf) והייזנברג.

מינכן[עריכת קוד מקור | עריכה]

ארנולד זומרפלד, שטוטגרט 1935

בשנת 1906 התמנה זומרפלד לפרופסור מן המניין וראש המכון לפיזיקה תאורטית באוניברסיטת מינכן בידי וילהלם רנטגן, ראש המכון לפיזיקה. את מינויו הגדיר זומרפלד כהזמנה ל"מרחב פעולה מיוחס"‏[4]. זומרפלד נשא את המשרה עד האחד באפריל 1935, אז יצא לגמלאות אך נשאר בתפקידו כמחליף זמני עד לבחירת יורשו באחד לדצמבר 1939. לזומרפלד היה מספר רב של דוקטורנטים לפיזיקה שברבות הימים הפכו למפורסמים, בהם ורנר הייזנברג, וולפגנג פאולי, פטר דביי והאנס בתה אשר זכו בפרס נובל, וגם מספר רב של פוסט-דוקטורנטים שהפכו למפורסמים, בהם לינוס פאולינג, איזידור אייזק רבי ומקס פון לאואה שזכו לפרס נובל. אלברט איינשטיין אמר לזומרפד "הדבר שאני מעריץ יותר מכל אצלך הוא שעיצבת מהאדמה מספר כה רב של כשרונות צעירים". מקס בורן גרס שבין יכולותיו של זומרפלד נמנה "גילוי ופיתוח כשרונות". זומרפלד נהג בסגנון שלא הרחיק אותו מעמיתיו לעבודה ומהסטודנטים שלו. הוא שיתף עמם פעולה במחקר ורעיונותיהם השפיעו על השקפותיו לעתים קרובות. זומרפלד נפגש עם עמיתים וסטודנטים בבתי קפה, אירח אותם בביתו ובבקתת הסקי שלו, לעשייה בפיזיקה וספורט.

במהלך שנותיו במינכן הרבה להרצות, בפיזיקה כללית ובנושאים מתקדמים. בין השנים 1942-1951 ערך את הרצאותיו בששה כרכים שנקראו "הרצאות בפיזיקה תאורטית". בשנת 1919 פרסם את המהדורה הראשונה של הספר "מבנה האטום וקווים ספקטרליים" (Atombau und Spektrallinien) שהיה ספר הלימוד והעזר העיקרי לפיזיקה אטומית ותורת הקוונטים באותה תקופה.

מחקריו[עריכת קוד מקור | עריכה]

פיתוחיו המתמטיים בתורת היחסות הפרטית תרמו לקבלתה בידי הספקנים באותה תקופה, שבה התורה לא הייתה מבוססת כקונצנזוס מדעי.

בשנת 1914 עבד יחד עם לאון ברילואן על התפשטות גלים אלקטרומגנטיים בתווך עם פיזור.

זומרפלד עסק רבות בתורת הקוונטים והיה אחד ממייסדיה. עיקר תרומותיו ניכר בחישוב רמות האנרגיה של האלקטרונים באטום, המתבטא בספקטרום הבליעה והפליטה של האטום. דוגמאות בולטות הן:

תפקידים ופרסים[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשנת 1918 החליף את איינשטיין כראש האגודה הגרמנית לפיזיקה. פעילותו העיקרית בתפקיד זה הייתה הקמת כתב עת חדש לפיזיקה. בעקבות הצלחת כתב העת פוצל ממנו כתב העת לפיזיקה Zeitschrift für Physik אשר עסק בפרסום עבודה מקורית. העיתון פרסם מאמרים של פיזיקאים בעלי שם ללא ביקורת עמיתים, דבר שזירז את תהליך הפרסום עד לשבועיים מקבלת המאמר. מייחסים לעיתון ולאופן הפעילות חשיבות גדולה בהתפתחות הפיזיקה התאורטית ותורת הקוונטים בגרמניה באותה תקופה. העיתון היה הכלי המועדף על תאורטיקנים של תורת הקוונטים בעלי השקפות חלוציות לפרסום עבודותיהם.

בשנים 1928-1929 זומרפלד נסע ברחבי העולם עם עצירות מרכזיות בהודו, סין, יפן וארצות הברית.

כהכרה בהשגיו זומרפלד נבחר כחבר החברה המלכותית, האקדמיה הלאומית למדעים (ארצות הברית)‎, האקדמיה הרוסית למדעים, וגם כחבר באקדמיות של הודו, ברלין, מינכן, גטינגן ווינה. הוא זכה לתואר של כבוד מאוניברסיטאות רוסטוק, אאכן כלכותה ואתונה.

זומרפלד זכה במדליית מקס פלאנק (1931) ומדליית לורנץ (1939) על תרומתו לפיזיקה התאורטית, ובמדליית אורסטד (1949) על תרומתו ללימוד הפיזיקה.

לאחר פרישתו ב-1935 נשאר זומרפלד בתפקידו כראש המכון לפיזיקה תאורטית עד למציאת יורשו. התהליך היה ארוך עקב הפער בין בחירת הפקולטה, למשרד החינוך ותומכי תנועת "פיזיקה גרמנית" הגזענית והאנטישמית, אשר התנגדה למה שכונה "פיזיקה יהודית" וכללה את התורות הפיזיקליות המתקדמות באותה תקופה, תורת הקוונטים ותורת היחסות. לבסוף נבחר וילהלם מילר (Wilhelm Müller) שלא היה פיזיקאי כלל. מינוי זה הוגדר כחבלה בחינוך פיזיקה בגרמניה במכתבים של דמויות בכירות בפיזיקה ובתעשייה בגרמניה אל בכירים בממשל הרייך.

זומרפלד נפטר כתוצאה מפציעתו בתאונת דרכים בשנת 1951, כאשר טייל עם נכדיו.

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ אוכלוסיית הנובל באתר physicsworld.com (לצפיה במאמר נדרש רישום חופשי). זומרפלד הוצע לפרס נובל 81 פעמים בין השנים 1917-1950, מספר שיא של מועמדויות כמו אוטו שטרן, רק שזה האחרון זכה בנובל לבסוף בשנת 1943.
  2. ^ פריבטדוצנט (חוקר עצמאי) הוא אדם שהשלים אביליטציה (הסמכה) למחקר והוראה באוניברסיטה, וכתב תיזת מחקר עצמאית, מעבר לתיזת דוקטורט והגן עליה בפני עמיתים. סטטוס זה קיים במספר מדינות באירופה.
  3. ^ האוצֵר היה נציגה הקבוע של הממשלה באוניברסיטה
  4. ^ privileged sphere of action", Arnold Sommerfeld, Lectures on Theoretical Physics Volume I"