1. Atomfysik og kvantemekanik:
* Fin strukturkonstant: Han introducerede finstrukturkonstanten, en fundamental konstant i fysik, der beskriver styrken af den elektromagnetiske interaktion.
* Sommerfeld-model: Han udvidede Bohrs model af atomet ved at inkorporere elliptiske baner og relativistiske effekter, hvilket førte til en bedre forståelse af atomspektre.
* Kvantemekanik: Han spillede en afgørende rolle i udviklingen af kvantemekanik, især gennem sit arbejde med brintatomet og sit samarbejde med Werner Heisenberg.
2. Faststoffysik:
* Gratis elektronmodel: Han udviklede den frie elektronmodel, en forenklet model til at beskrive elektronernes adfærd i metaller. Denne model var afgørende for at forstå elektrisk ledningsevne og andre egenskaber ved metaller.
3. Elektromagnetisme og relativitet:
* Elektromagnetisme: Han gav bidrag til teorien om elektromagnetisme, herunder arbejde med teorien om diffraktion.
* Relativitet: Han spillede en væsentlig rolle i den tidlige udvikling af Einsteins relativitetsteori, herunder bidrag til teorien om speciel relativitet.
4. Uddannelse og mentorskab:
* Uddannelse: Han var en berømt professor ved universitetet i München og vejledte adskillige studerende, der fortsatte med at blive førende fysikere, herunder Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli og Peter Debye.
5. Andre bidrag:
* Han bidrog også til områder som hydrodynamik, aerodynamik og matematisk fysik.
* Han var en produktiv forfatter og udgav flere indflydelsesrige lærebøger, der hjalp med at forme forståelsen af moderne fysik.
Sammenfattende var Arnold Sommerfelds bidrag til fysik enorme og virkningsfulde. Han spillede en nøglerolle i udviklingen af kvantemekanik, atomfysik, faststoffysik og elektromagnetisme. Hans arbejde og mentorskab formede fremtiden for fysik og fortsætter med at påvirke forskningen i dag.