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Sommerfeld

Arnold Sommerfeld est un physicien n√© le 5 d√©cembre 1868 √† K√∂nigsberg, et mort le 26 avril 1951 √† Munich. Il a d'abord √©t√© professeur de math√©matiques (1897), puis de physique en1900 √† Aix-la-Chapelle, et enfin √† Munich √† partir de 1906. 

Il est surtout connu aujourd'hui pour son perfectionnement du mod√®le atomique de Bohr, connu sous le nom de mod√®le de Sommerfeld. Mais on lui doit √©galement des recherches sur la th√©orie du gyroscope ou encore la diffraction des √©lectrons, et surtout une th√©orie de l'√©lectrodynamique,  connue sous le nom de th√©orie de l'√©lectrodynamique sommerfeldienne, qui est une extension de l'√©lectrodynamique classique, et qui ombine les principes de la relativit√© restreinte et de l'√©lectrodynamique de Maxwell pour d√©crire le comportement des particules charg√©es dans les champs √©lectromagn√©tiques.

Sommerfeld a √©tudi√© les math√©matiques et la physique √† l'universit√© de K√∂nigsberg, o√Ļ il a obtenu son doctorat en 1891. Il a ensuite poursuivi ses √©tudes √† l'universit√© de G√∂ttingen, y travaillant avec Felix Klein et Max Abraham, notamment. En 1896 et 1897, il travaille sur la diffraction des ondes lumineuses et d√©veloppe une th√©orie math√©matique pour d√©crire ce ph√©nom√®ne. Il a √©galement pass√© un certain temps √† travailler avec le math√©maticien Henri Poincar√© √† Paris. En 1900, Sommerfeld obtient un poste de professeur √† l'universit√© de Munich, o√Ļ il restera jusqu'√† la fin de sa carri√®re, y dirigeant pendant plusieurs ann√©es le d√©partement de physique th√©orique, qu'il avait contribu√© √† cr√©er.

Sommerfeld a introduit en 1911 le concept de moment angulaire électronique et a développé la théorie mathématique des orbites électroniques dans l'atome, basée sur le moment angulaire. Cela correspondra au modèle atomique dit de l'atome de Sommerfeld, dans lequel les orbites supposées des électrons sont elliptiques et non plus circulaires comme dans l'atome de Bohr.

En 1916-1917, Sommerfeld s'int√©resse √† la th√©orie des rayons X et formule une √©quation qui d√©crit la diffraction des rayons X par les cristaux. Cette √©quation, connue sous le nom d'√©quation de Sommerfeld, est toujours utilis√©e. En 1919, il d√©veloppe la th√©orie des √©lectrons dans les m√©taux, connue sous le nom de mod√®le de Sommerfeld, o√Ļ il introduit le concept de bande d'√©nergie √©lectronique et montre comment les √©lectrons se comportent dans les mat√©riaux conducteurs. Mais d√©j√† depuis 1915, et encore dans les ann√©es 1920, Sommerfeld travaille surtout au d√©veloppement de la th√©orie de la relativit√© restreinte d'Einstein. Il utilise les principes de la relativit√© pour d√©velopper une th√©orie plus compl√®te de l'√©lectrodynamique, connue sous le nom d'√©lectrodynamique de Sommerfeld.

L'électrodynamique de Sommerfeld est basée sur le concept de l'invariance de jauge, qui est une propriété mathématique permettant de décrire de manière cohérente les lois de l'électromagnétisme. Il a introduit cette idée dans le contexte de la théorie de la relativité restreinte et l'a appliquée à l'électrodynamique. Un aspect clé de l'électrodynamique de Sommerfeld est l'utilisation des potentiels retardés. Ces potentiels retardés prennent en compte le temps nécessaire pour que les effets électromagnétiques se propagent de la source à un point donné de l'espace. En incorporant cette notion, la théorie de Sommerfeld a été capable de rendre compte de certains phénomènes dynamiques difficiles à expliquer avec l'électrodynamique classique, tels que l'effet Doppler relativiste. Un autre aspect important de l'électrodynamique de Sommerfeld est l'approche des ondes de charge. Selon cette approche, les particules chargées peuvent être considérées comme des ondes de charge se propageant dans l'espace, et leur comportement peut être décrit en termes de fréquences, d'amplitudes et de vecteurs d'onde. Cette approche a permis à Sommerfeld de développer une théorie plus complète de l'électrodynamique qui intègre les concepts de la relativité restreinte.
En plus de ses travaux scientifiques, Sommerfeld a formé et influencé de nombreux physiciens renommés, dont Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg et Hans Bethe.
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