Зоммерфельд, Арнольд Иоганнес Вильгельм

Зоммерфельд Арнольд — Биография

Арнольд Иоганнес Вильгельм Зоммерфельд (нем. Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld; 5 декабря 1868, Кёнигсберг — 26 апреля 1951, Мюнхен) — немецкий физик-теоретик и математик.

Зоммерфельд получил ряд важных результатов в рамках «старой квантовой теории», предшествовавшей появлению современной квантовой механики: обобщил теорию Бора на случай эллиптических орбит с учётом релятивистских поправок и объяснил тонкую структуру спектров водородного атома, построил квантовую теорию нормального эффекта Зеемана, установил ряд спектроскопических закономерностей, ввёл главное, азимутальное, магнитное и внутреннее квантовые числа и соответствующие правила отбора.

Кроме того, Зоммерфельд развил полуклассическую теорию металлов, занимался проблемами классической электродинамики (дифракция и распространение электромагнитных волн), электронной теории, специальной теории относительности, гидродинамики и инженерной физики, математической физики. Он основал крупную мюнхенскую школу теоретической физики, создал ряд учебников по этой дисциплине.

Образование и начало научной карьеры (1868—1906)

Арнольд Зоммерфельд родился 5 декабря 1868 года в Кёнигсберге (Восточная Пруссия) в семье практикующего врача Франца Зоммерфельда (1820—1906), который в свободное время увлекался наукой и коллекционированием различных природных объектов (минералы, янтарь, насекомые и так далее), и Сесиль Маттиас (Cäcile Matthias, 1839—1902). В гимназии (Altstädtisches Gymnasium), куда юный Арнольд поступил в 1875 году, он одинаково хорошо учился по всем предметам, причём отдавал предпочтение скорее литературе и истории, нежели естественным наукам. В 1886 году, после сдачи заключительных экзаменов (Abitur), Зоммерфельд поступил в Кёнигсбергский университет, являвшийся в то время одним из крупнейших научных центров Германии. После некоторых колебаний молодой человек решил изучать математику, которую на факультете преподавали такие известные учёные, как Фердинанд фон Линдеман, Адольф Гурвиц и Давид Гильберт. Поначалу интересы Зоммерфельда были сконцентрированы на абстрактной математике, однако знакомство со студентом Эмилем Вихертом, который был на семь лет старше его, привлекло внимание Арнольда к теоретической физике, в частности к максвелловской электродинамике, получившей в то время подтверждение в опытах Генриха Герца.

В 1891 году Зоммерфельд защитил в Кёнигсберге докторскую диссертацию на тему «Произвольные функции в математической физике» (Die willkürlichen Functionen in der mathematischen Physik). В 1892 году он сдал экзамен на право работать преподавателем гимназии, после чего отправился на годичную военную службу.

Не желая быть простым школьным учителем, в октябре 1893 года он прибыл в Гёттинген, где стал ассистентом профессора Минералогического института Теодора Либиша (нем. Theodor Liebisch), с которым был знаком по Кёнигсбергу.

Однако интересы Зоммерфельда по-прежнему касались математики и математической физики, а его обязанности в институте, которые он называл «минералогическим убийством времени», наводили на него тоску.

Вскоре он попал под влияние знаменитого гёттингенского математика Феликса Клейна, лекции которого посещал, и в 1894 году стал его ассистентом с обязанностью вести запись лекций профессора для нужд студентов. Педагогические методы Клейна оказали большое влияние на последующую преподавательскую деятельность Зоммерфельда.

Кроме того, Клейн стимулировал интерес молодого учёного к прикладным и эмпирическим наукам, которые, по мнению наставника, могли быть обогащены математическими методами. Решение физических проблем постепенно становилось главным занятием Зоммерфельда.

В 1896 году Зоммерфельд закончил работу «Математическая теория дифракции» (Mathematische Theorie der Diffraction), которая стала основанием для присуждения ему звания приват-доцента математики (хабилитация). В Гёттингене он читал лекции по различным разделам математики, в том числе по теории вероятностей и дифференциальным уравнениям в частных производных.

В 1897 году Зоммерфельд стал профессором Горной академии в Клаустале, где преподавал в основном элементарную математику.

В следующем году по предложению Клейна он занялся редактированием пятого (физического) тома «Математической энциклопедии» (Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften) и в течение многих лет (до второй половины 1920-х годов) уделял значительное внимание этой деятельности.

Эта обязанность сыграла большую роль в превращении его в физика-теоретика, а также способствовала его знакомству с такими выдающимися учёными, как Людвиг Больцман, Хендрик Лоренц, лорд Кельвин. В 1897 году Зоммерфельд женился на Йоханне Хёпфнер (Johanna Höpfner), дочери Эрнста Хёпфнера (нем. Ernst Höpfner), куратора Гёттингенского университета. В последующие годы у них родилось четверо детей — три сына и дочь.

В конце 1890-х годов математика по-прежнему представляла основной интерес для Зоммерфельда, который надеялся получить профессорское место по этой дисциплине. В 1899 году представился удобный случай: освободилась кафедра геометрии в Гёттингене.

Однако предпочтение было отдано другому ученику Клейна — Фридриху Шиллингу (нем. Friedrich Schilling).

В 1900 году Зоммерфельд был приглашён на пост профессора технической механики в Высшей технической школе в Ахене, где был вынужден много заниматься техническими задачами и консультировать инженеров по математическим вопросам.

Эта деятельность вполне соответствовала клейновской идее о сближении математики и прикладных дисциплин, которую Зоммерфельд полностью поддерживал. Благодаря этому ему удалось успешно противостоять традиционному недоверию, с которым учёные инженерных специальностей относились в то время к чистым математикам.

В 1902 году имя Зоммерфельда было в списке кандидатов на должность профессора теоретической физики Лейпцигского университета, однако в тот момент его посчитали скорее математиком, чем физиком.

Такое отношение быстро менялось в последующие годы по мере того, как Зоммерфельд всё больше вторгался на территорию физических теорий и заводил близкие знакомства с такими представителями физического сообщества, как Хендрик Лоренц, Вильгельм Вин, Фридрих Пашен.

Когда в 1905 году Зоммерфельд получил предложение занять должность профессора математики и механики в Берлинской горной академии, он ответил отказом, поскольку уже считал себя скорее физиком, чем математиком.

Профессор в Мюнхене (1906—1951)

В 1906 году Зоммерфельд принял предложение занять кафедру теоретической физики Мюнхенского университета, которая оставалась свободной с 1894 года, после ухода Людвига Больцмана. Это назначение поддержали Лоренц, Больцман и Рентген, в то время профессор экспериментальной физики в Мюнхене.

Зоммерфельд оставался на этом посту более тридцати лет, несмотря на престижные приглашения из Вены (1916) и Берлина (1927). В Мюнхене он читал лекции по различным направлениям теоретической физики, организовал регулярный семинар, получивший широкую известность в научном мире, создал крупную научную школу, из которой вышли многие известные физики-теоретики.

Кроме того, в Институте теоретической физики, который он возглавлял, имелись некоторые экспериментальные возможности, а Зоммерфельд одновременно являлся «куратором» (Kurator) Баварской академии наук с обязанностью заботиться о научном оборудовании, находившемся в её распоряжении.

Поэтому, хотя сам профессор не занимался экспериментированием, он поддерживал своих учеников в стремлении проводить научные опыты. В 1917 году Зоммерфельду был присвоен титул тайного советника (Geheimrat).

Жизнь в Мюнхене прерывалась несколькими длительными путешествиями: в 1922—1923 годах Зоммерфельд работал в Висконсинском университете в качестве приглашённого профессора (Carl Schurz professor), в 1926 году посетил с лекциями Великобританию (Оксфорд, Кембридж, Эдинбург, Манчестер), в 1928—1929 годах совершил кругосветное путешествие с лекционными остановками в США (Калифорнийский технологический институт), Японии, Китае и Индии, в дальнейшем был с визитами в Венгрии, СССР, Франции, Италии и США. Зоммерфельд рассматривал эти поездки как своеобразную культурную миссию, направленную на распространение влияния немецкой науки в мире и на установление с научными организациями других стран связей, которые были разрушены во время Первой мировой войны. Важность этой «посольской» деятельности признавали его коллеги и государство. Так, его кругосветное путешествие проходило при поддержке отдела культуры министерства иностранных дел и финансировалось Чрезвычайной ассоциацией немецкой науки (нем. Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft).

Несмотря на большой авторитет и достижения в области квантовой теории атома, Зоммерфельд так и не был награждён Нобелевской премией, хотя выдвигался на неё каждый год с 1917 до по крайней мере 1929 года.

Трижды он номинировался вместе с теми, кто в результате получал награду: с Максом Планком и Альбертом Эйнштейном (1918), Нильсом Бором (1920 и 1922), Джеймсом Франком (1925).

Сам Зоммерфельд, до которого доходили различные слухи (например, о соперничестве со стороны Бора), болезненно воспринимал игнорирование Нобелевским комитетом его кандидатуры и писал в одном из писем, что единственно справедливым было вручить ему премию в 1923 году, сразу после Бора.

К началу 1930-х годов основные достижения немецкого учёного — работы по «старой квантовой теории» (развитие боровской модели атома) — уже не привлекали былого интереса. Как ныне известно из нобелевских архивов, подлинной причиной неудач Зоммерфельда была критика стиля и методологии его работ со стороны члена Нобелевского комитета Карла Озеена.

Обострение политической ситуации в Германии непосредственно отразилось на судьбе Зоммерфельда.

Хотя он придерживался патриотических убеждений как в юности, когда состоял в студенческом братстве (Burschenschaft), так и во время Первой мировой войны, в 1927 году его сочли недостаточно националистически настроенным, чтобы занять пост ректора Мюнхенского университета.

Как сторонник Немецкой демократической партии и приверженец международного научного сотрудничества, он был забаллотирован на выборах, и должность досталась представителю правых кругов. В 1935 году, по достижении предельного возраста, Зоммерфельд должен был уйти в отставку с профессорского поста.

В качестве своего преемника он видел Вернера Гейзенберга, одного из лучших своих учеников, однако эта кандидатура вызвала сильное сопротивление со стороны представителей так называемой «арийской физики».

В итоге пожилой учёный был вынужден продлить свою преподавательскую карьеру ещё на несколько лет, пока в 1940 году власти не утвердили на эту должность сторонника «арийской физики» — Вильгельма Мюллера (нем. Wilhelm Müller), «худшего из возможных преемников», по признанию самого Зоммерфельда.

Мюллер отзывался о своём предшественнике как о «главном пропагандисте еврейских теорий». Весной 1941 года он предпринял попытку изгнать Зоммерфельда из Института теоретической физики. Тот обратился за поддержкой к своему другу Людвигу Прандтлю, специалисту по аэродинамике, находившемуся в контакте с Германом Герингом; были также задействованы председатель Немецкого физического общества Карл Рамзауэр (нем. Carl Ramsauer) и главный физик компании «Карл Цейсс» Георг Йоос (нем. Georg Joos). Исход дела был решён в пользу Зоммерфельда, что окончательно подорвало влияние «арийской физики».

Лишь после Второй мировой войны пост профессора теоретической физики в Мюнхене перешёл к достойному кандидату — Фридриху Боппу (нем. Friedrich Bopp). В последние годы жизни Зоммерфельд занимался подготовкой к изданию своих лекций по теоретической физике.

Эта работа была прервана в начале апреля 1951 года уличным происшествием: во время прогулки со своими внуками престарелый учёный был сбит автомобилем, получил серьёзные повреждения и спустя несколько недель, 26 апреля, скончался.

Последний, неоконченный том его лекций, посвящённый термодинамике, был доработан и издан его учениками Боппом и Йозефом Мейкснером (нем. Josef Meixner). Зоммерфельд был похоронен на Северном кладбище Nordfriedhof в северной части Мюнхена.

Имя учёного носит основанный в 2004 году Центр теоретической физики при Мюнхенском университете, а также здание (Arnold-Sommerfeld-Haus на Amalienstrasse в Мюнхене), в котором располагается Международный центр науки.

Источник: http://pomnipro.ru/memorypage10219/biography

Зоммерфельд, Арнольд Иоганнес Вильгельм

Арнольд Иоганнес Вильгельм Зоммерфельд (нем. Arnold Sommerfeld; 5 декабря 1868, Кёнигсберг — 26 апреля 1951, Мюнхен) — немецкий физик.

1 Биография
2 Достижения
3 Научные труды
4 Ссылки

Биография

Арнольд Зоммерфельд родился в семье практикующего врача, интересовавшегося естествознанием. С 1886 г.

изучал математику в Кёнигсбергском университете, который был одним из первых университетов, где теоретическая физика утвердилась в роли самостоятельного предмета.

Среди его наставников были такие выдающиеся учёные, как Давид Гильберт, Фердинанд фон Линдеман и Адольф Гурвиц. В 1891 г. Зоммерфельд защитил диссертацию по теме Странные функции в математической физике.

В 1893 Зоммерфельд после прохождения военной службы перебирается в Гёттинген, в те времена — главный математический центр Германии. Там он работает сперва ассистентом в минералогическом институте.

Его основным интересом остаётся однако математика и математическая физика. В 1894 г. он становится ассистентом математика Феликса Клейна. Под руководством Клейна он пишет в 1895 г.

докторскую диссертацию Математическая теория дифракции, после чего становится приватдоцентом математики.

В 1897 г. Зоммерфельд женится. Вскоре он получает место профессора математики в горной академии Клаусталя. С 1900 г. заведует кафедрой технической механики в техническом институте в Ахене. В 1906 г.

становится профессором теоретической физики в Мюнхенском университете, где он создаёт один из самых значительных центров теоретической физики.

Несмотря на предложения занять другие известные кафедры, он остаётся в Мюнхене до конца своей жизни, за исключением перерыва на временную профессуру в США (Висконсинский университет 1922/1923) и поездки в качестве академического преподавателя, которая привела его в Азию (Индия, Китай, Япония) и в США (1928/1929). Несмотря на выход в 1935 г. на пенсию, он продолжает преподавать до 1940 г. Причиной этого было отсутствие кандидатуры на замещение — Зоммерфельд предпочитал видеть на своём месте Гейзенберга, но наталкивался на противодействие представителей т. н. немецкой физики, которые в конце концов смогли продвинуть своего, по мнению Зоммерфельда, наихудшего из имевшихся, кандидата. После Великой Отечественной войны Зоммерфельд вновь беспокоится о последователе, который смог бы продолжить традицию его научной школы, и предложил кандидатуры Гейзенберга, Бете и фон Вайцзеккера.

Зоммерфельд погибает в 1951 г. в результате автокатастрофы.

Достижения

Вместе с Максом Планком, Альбертом Эйнштейном и Нильсом Бором Арнольд Зоммерфельд принадлежит к кругу исследователей, которые в начале XX-го века создали новый фундамент физики в виде современной теоретической физики с главными её направлениями — квантовой механикой и теорией относительности.

Зоммерфельд был не только выдающимся учёным, но и талантливым преподавателем. Его вклад в науку состоял не столько в формулировке новых революционных физических теорий, сколько в применении новейших математических методов в решении физических и технических задач.

Заметным вкладом в раннюю квантовую теорию было уточнение боровской модели атома, при помощи которого удалось объяснить тонкую структуру спектральных линий атома водорода.

Кроме того он разработал теорию рентгеновского излучения, улучшил теорию электронов в металлах Друде, применив квантово-механическое рассмотрение (теория Зомерфельда-Друде) и создал полную теорию волчка. Зоммерфельд был одним из первых физиков, принявших и применявших специальную теорию относительности Эйнштейна и т.о. способствовавших её признанию.

Многие знаменитые, из них некоторые лауреаты нобелевской премии, выдающиеся физики XX-го столетия вышли из так называемой научной школы теоретической физики Зоммерфельда. Они были либо ассистентами, либо аспирантами Зоммерфельда, либо же посещали его занятия.

Эта школа произвела сильное влияние на развитие науки (в особенности на квантовую теорию и её распространение) как из-за качества научных работ, так и из-за того факта, что многие кафедры в Германии и США возглавлялись выходцами школы Зоммерфельда.

Из основоположников квантовой механики двое — Гейзенберг и Паули — были у Зоммерфельда аспирантами. Среди прочих учеников были также Дебай, Бете, Раби и Полинг.

Зоммерфельд оказывал влияние на науку также посредством издания учебников. Его книга Строение атома и спектральные линии, вышедшая впервые в 1919 г.

, переиздавалась в последующие годы с обширными дополнениями, что отражало стремительное развитие атомной физики в то время.

Эта книга была долгое время одной из самых значительных публикаций, которая сделала доступной для экспериментаторов теоретические достижения молодой квантовой механики, а также играла огромную роль в обучении студентов.

Зоммерфельд был членом баварской академии наук с 1908 г. и членом королевского общества в Лондоне с 1926. Он был удостоен медали Гельмгольца в 1917 г., медали Макса Планка в 1931 г. и медали Лоренца в 1939 г.

Научные труды

Теория волчка, 4 тома (совместно с Ф. Клейном), Лейпциг 1897-1910
Строение атома и спектральные линии, Брауншвейг 1919
Лекции по теоретической физике
- Том 1: Механика, Лейпциг 1943
- Том 2: Механика упругих сред, Лейпциг 1945
- Том 3: Электродинамика, Висбаден 1948
- Том 4: Оптика, Висбаден 1950
- Том 5: Термодинамика и статистика, Висбаден 1952
- Том 6: Частные дифференциальные уравнения в физике, Лейпциг 1945

Ссылки

bn:আর্নল্ড সমারফেল্ড

Источник: http://dictionary.sensagent.com/%D0%97%D0%BE%D0%BC%D0%BC%D0%B5%D1%80%D1%84%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%B4,_%D0%90%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D0%B4_%D0%98%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D0%B5%D1%81_%D0%92%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%B3%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BC/ru-ru/

Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld

ARNOLD JOHANNES WILHELM SOMMERFELD wurde am 5. Dezember 1868 in Königsberg geboren. Hier studierte er zunächst Mathematik und Mineralogie. Seine Promotion folgte 1891, ebenfalls in Königsberg.

Er war Assistent bei FELIX KLEIN in Göttingen, den er als seinen „eigentlichen Lehrer“ ansah, „nicht nur in mathematischen, sondern auch in mathematisch-physikalischen Dingen und in der Auffassung der Mechanik“.

Sommerfeld erhielt Professuren an der Bergakademie Clausthal (Tschechien), der Technischen Hochschule in Aachen und als Nachfolger BOLTZMANNs an der Universität München.

In all den Jahren, in denen SOMMERFELD wissenschaftlich arbeitete, pflegte er intensiven Gedankenaustausch mit zahlreichen Ingenieurwissenschaftlern.

Sommerfeld und die Quantenphysik

Als hochqualifizierter Mathematiker gelang es SOMMERFELD die Gedanken EINSTEINs zur speziellen Relativitätstheorie auf verschiedene physikalische Phänomene anzuwenden. Während SOMMERFELD zunächst eine zurückhaltende Position gegenüber den ersten Quantenansätzen einnahm, konnte EINSTEIN ihn schließlich in langen Diskussionen für das Quantenkonzept gewinnen.

Ende Oktober 1911 trafen sich die weltweit führenden Physiker zum 1. Solvay-Kongress in Brüssel. Auf diesem von WALTER NERNST angeregten Kongress wurde das Problem der Quantenphysik umfassend behandelt. Hier trug SOMMERFELD auch seinen Quantensatz vor. Die Ausführungen fanden große Beachtung.

Als besonders fruchtbar erwies sich jedoch später seine ebenfalls zum Kongress geäußerte Auffassung zum PLANCKschen Wirkungsquantum.

Während ARTHUR ERICH HASSE mit dem Atomauau die PLANCK'sche Konstante h hatte erklären wollen, vertrat SOMMERFELD hierzu gerade den umgekehrten Standpunkt, nämlich „dass h nicht aus den Moleküldimensionen zu erklären, sondern die Existenz der Moleküle als eine Funktion und Folge der Existenz eines elemtaren Wirkungsquantums anzusehen“ ist.

Angeregt durch RUTHERFORDs Entdeckung des Atomkerns konstruierte BOHR 1913 sein quantentheoretisches Atommodell, das Bohrsche Atommodell. Er findet die Quantelung von Energie und den Drehimpuls.

SOMMERFELD systematisiert die Quantenbedingungen für die erlaubten Bahnen eines Elektrons im Atom. Neben Kreisbahnen sind auch Ellipsen zugelassen.

Zu den Hauptquantenzahlen n führt er zwei weitere Quantenzahlen ein, die die Exzentrizität und die Orientierung (Richtungsquantelung) der Ellipse beschreiben.

Zu SOMMERFELDs wichtigsten Arbeiten zählen seine Beiträge zur frühen Quantenphysik. In seinem Buch „Atombau und Spektrallinien“, das in mehreren Auflagen erschien, fasste er das jeweils bekannte Wissen zusammen.

Nur mithilfe der Quantentheorie waren die Beobachtungen und Vermessungen der Atom-Emissionsspektren, die BOHR machte, zu erklären. Atome und chemische Verbindungen gleicher oder verschiedener Atome oder Moleküle senden, wenn sie energetisch angeregt werden Strahlen aus.

Diese Strahlen können an einem optischen Gitter in ein Linienspektrum aufgespalten werden. Man erhält das sogenannte, für jeden Stoff charakteristische Emissionsspektrum.

Sommerfeld zum quantentheoretischen Atommodell

Für SOMMERFELD war die neue Quantentheorie, deren Interpretation ungeahnte Schwierigkeiten bot, ein Kalkül, das ihm die Berechnung vieler physikalischer Phänomene erlaubte.

Vor allem unter späterer Hinzuziehung der Schrödingerschen Differenzialgleichungen gewann er immer neue Einsichten und Ergebnisse zur Struktur der Materie.

Er selbst schrieb in einer Ausgabe seines Buches „Atombau und Spektrallinien“: „Seit der Entdeckung der Spektralanalyse konnte kein Kundiger zweifeln, daß das Problem des Atoms gelöst sein würde, wenn man gelernt hätte, die Sprache der Spektren zu verstehen. …

Alle ganzzahligen Gesetze der Spektrallinien und der Atomistik fließen letzten Endes aus der Quantentheorie. Sie ist das geheimnisvolle Organon, auf dem die Natur die Spektralmusik spielt und nach dessen Rhythmus sie den Bau der Atome und der Kerne regelt.“

Sommerfelds letzte Lebensjahre

Ab 1945, also nach dem Zweiten Weltkrieg, trug er wesentlich zum geistigen Wiederauau bei. Gleichzeitig nutzte er nun die Möglichkeiten, jene Materialien zur Veröffentlichung vorzubereiten, die während seiner akademischen Lehrtätigkeit seit 1906 entstanden waren.

Diese umfangreiche Arbeit konnte er fast zu Ende bringen. ARNOLD JOHANNES WILHELM SOMMERFELD starb am 26. April 1951 an den Spätfolgen eines Verkehrsunfalls. Zu diesem Zeitpunkt steckte er mitten in der Arbeit zu seinem Werk „Thermodynamik und Statistik“.

Dieses sollte das Schlusswerk seiner sechsbändigen Ausgabe „Gesammelte Vorlesungen“ werden.

Источник: https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/chemie-abitur/artikel/arnold-johannes-wilhelm-sommerfeld

Арнольд Зоммерфельд

Образование и начало научной карьеры (1868—1906)

Арнольд Зоммерфельд родился 5 декабря 1868 года в Кёнигсберге (Восточная Пруссия) в семье практикующего врача Франца Зоммерфельда (1820—1906), который в свободное время увлекался наукой и коллекционированием различных природных объектов (минералы, янтарь, насекомые и так далее), и Сесиль Маттиас (C?cile Matthias, 1839—1902). В гимназии (Altst?dtisches Gymnasium), куда юный Арнольд поступил в 1875 году, он одинаково хорошо учился по всем предметам, причём отдавал предпочтение скорее литературе и истории, нежели естественным наукам. В 1886 году, после сдачи заключительных экзаменов (Abitur), Зоммерфельд поступил в Кёнигсбергский университет, являвшийся в то время одним из крупнейших научных центров Германии. После некоторых колебаний молодой человек решил изучать математику, которую на факультете преподавали такие известные учёные, как Фердинанд фон Линдеман, Адольф Гурвиц и Давид Гильберт. Поначалу интересы Зоммерфельда были сконцентрированы на абстрактной математике, однако знакомство со студентом Эмилем Вихертом, который был на семь лет старше его, привлекло внимание Арнольда к теоретической физике, в частности к максвелловской электродинамике, получившей в то время подтверждение в опытах Генриха Герца.

В 1891 году Зоммерфельд защитил в Кёнигсберге докторскую диссертацию на тему «Произвольные функции в математической физике» (Die willk?rlichen Functionen in der mathematischen Physik). В 1892 году он сдал экзамен на право работать преподавателем гимназии, после чего отправился на годичную военную службу.

Не желая быть простым школьным учителем, в октябре 1893 года он прибыл в Гёттинген, где стал ассистентом профессора Минералогического института Теодора Либиша (нем. ), с которым был знаком по Кёнигсбергу.

Однако интересы Зоммерфельда по-прежнему касались математики и математической физики, а его обязанности в институте, которые он называл «минералогическим убийством времени», наводили на него тоску.

В 1897 году Зоммерфельд стал профессором Горной академии в Клаустале, где преподавал в основном элементарную математику.

В следующем году по предложению Клейна он занялся редактированием пятого (физического) тома «Математической энциклопедии» (Encyklop?die der mathematischen Wissenschaften) и в течение многих лет (до второй половины 1920-х годов) уделял значительное внимание этой деятельности.

Эта обязанность сыграла большую роль в превращении его в физика-теоретика, а также способствовала его знакомству с такими выдающимися учёными, как Людвиг Больцман, Хендрик Лоренц, лорд Кельвин. В 1897 году Зоммерфельд женился на Йоханне Хёпфнер (Johanna H?pfner), дочери Эрнста Хёпфнера (нем. ), куратора Гёттингенского университета. В последующие годы у них родилось четверо детей — три сына и дочь.

Однако предпочтение было отдано другому ученику Клейна — Фридриху Шиллингу (нем. ).

Эта деятельность вполне соответствовала клейновской идее о сближении математики и прикладных дисциплин, которую Зоммерфельд полностью поддерживал. Благодаря этому ему удалось успешно противостоять традиционному недоверию, с которым учёные инженерных специальностей относились в то время к чистым математикам.