Fuente: biografíasyvidas.com
(Arnold Johannes Wilhelm
Sommerfeld; Königsberg, 1868 - Munich, 1951) Físico y matemático alemán que
introdujo en el modelo atómico de Bohr las órbitas elípticas de los electrones
para explicar la estructura fina del espectro, de lo que resultó un modelo
perfeccionado conocido como modelo atómico de Sommerfeld. Formado en la
Universidad de Königsberg, en la que fue discípulo de Lindermann y Hilbert,
ejerció la docencia primero en la Escuela Técnica de Aquisgrán y en la
Universidad de Berlín, y, posteriormente, en la Universidad de Munich, donde transcurrió
la mayor parte de su carrera científica y docente.
Aunque el modelo atómico de
Niels Bohr podía justificar las cinco series espectrales del átomo de
hidrógeno, presentaba el importante inconveniente de no explicar los espectros
de los demás elementos. Incluso en el caso del hidrógeno, al perfeccionarse los
métodos espectroscópicos se descubrió, junto a cada línea de las series del
hidrógeno, un conjunto de líneas muy próximas entre sí (estructura fina del
espectro) que no tenían explicación. Arnold Sommerfeld modificó el modelo
atómico de Bohr admitiendo que las órbitas de los electrones, tal como había
dicho Bohr, podían ser circulares, pero añadiendo que también podían ser
elípticas; en tal caso, el núcleo se hallaría ubicado en uno de los focos de la
elipse.
Estas órbitas cuantizadas, y
posibles para cada nivel energético, se llaman subniveles y se caracterizan
mediante un número cuántico secundario, l. Para un nivel energético n, los
valores que puede tomar l son 0, 1, 2, 3, ... n-1. Para Bohr sólo era posible
una órbita del electrón, y aquí vemos que sólo se cumple para n = 1. En los
demás casos existirán tantas órbitas posibles como indique el número cuántico
n. En el caso del átomo de hidrógeno, por ejemplo, si n = 1 sólo es posible una
órbita circular, cuyo radio coincide con el calculado por Bohr. Para n = 2
existen dos valores posibles para el número cuántico secundario, l = 0 y l = 1.
Por consiguiente, existen dos órbitas posibles, una circular y otra elíptica.
Con esta modificación se
explica que la energía liberada en un salto no es única y, por consiguiente, la
frecuencia de la radiación correspondiente tampoco lo será. Quedaba
justificada, de este modo, la estructura fina del espectro. A estos subniveles
se les asignaron símbolos alfabéticos basados en la apariencia que presentan en
el espectro: s "sharp" (nítido), p "principal", d
"difuse" y f "fundamental".
Por otra parte el electrón, al
describir órbitas alrededor del núcleo, crea un campo magnético que se puede
representar por un vector perpendicular al plano que contiene la órbita (L). Al
someter un átomo a la acción de un campo magnético, el número de rayas
espectrales aumenta (efecto Zeeman). Arnold Sommerfeld explicó este fenómeno
considerando que el plano de órbita del electrón sólo puede tomar determinadas
orientaciones cuantificadas respecto de la dirección del campo magnético
empleado (H), e introdujo un tercer número cuántico, m (magnético), que
representa el número de orientaciones posibles de las órbitas.
No hay comentarios:
Publicar un comentario