阿諾·索末菲是哪一國的物理學家?
德國
心理學是否為自然科學的範圍，目前也尚存爭議，一般較廣為接受的說法是心理學同時包含在自然科學與社會科學的範疇之中。自然科學的根本目的在於尋找隱藏在自然現象背後的規律，但是自然科學的工作尚不包括研究為什麼會存在這些規律。自然科學認為超自然的、隨意的和自相矛盾的現象是不存在的。自然科學的最重要的兩個支柱是觀察和邏輯推理。由對自然的觀察和邏輯推理自然科學可以引導出大自然中的規律。假如觀察的現象與規律的預言不同，那麼要麼是因為觀察中有錯誤，要麼是因為至此為止被認為是正確的規律是錯誤的。一個超自然因素是不存在的。
物理學家是指受物理學訓練、並以探索物質世界的組成和運行規律為目的科學家。研究範疇可細至構成一般物質的微細粒子，大至宇宙的整體，不同的範圍都會有相對的專家。對應於物理學分為理論物理學和實驗物理學，物理學家也可以分為理論物理學家和實驗物理學家。物理學中理論和實驗都是必不可缺的組成部分，所以有時候這樣的分類很難界定，只不過在一個物理學家更偏重理論的情況下，被稱為理論物理學家的例子包括愛因斯坦、海森堡、狄拉克、埃爾溫·薛丁格、尼爾斯·波耳、楊振寧等；而若偏重實驗，則稱為實驗物理學家，例如艾薩克·牛頓、法拉第、亨利·貝克勒、尼古拉·特斯拉、馬克斯·馮·勞厄、約瑟夫·湯姆森、歐內斯特·勞倫斯、吳健雄、威廉·肖克利、朱棣文等。
十九世紀八十年代以前，人們對光譜學的研究還僅限於對光譜的觀測。著名的測量研究包括德國物理學家約瑟夫·夫琅和費在1814年至1815年間測定的太陽光譜，他將得到的八條吸收光譜線用字母A-H標記，後人稱之為夫琅和費線。後來的光譜學主要用於新的化學元素的發現上，例如德國物理學家古斯塔夫·克希荷夫就是通過研究鹼金屬的光譜發現了新元素銫和銣。然而，從哪方面來看都需要對光譜的成因以及譜線之間的關係作出一個物理上的解釋，而這一點恰恰又是在當時高度依賴機械觀的物理學界無法企及的問題。相反，一名瑞士中學教師約翰·巴耳末於1884年總結出了一個經驗性的氫光譜公式，正是這個公式的正確性引發了物理學家對原子光譜進一步的探索。1890年，瑞典物理學家約翰尼斯·芮得柏在不了解巴耳末工作的情況下得到了一個更具有普遍意義的經驗公式，而巴耳末公式正是芮得柏得到的一個特例，後人並由此進一步成功預言了帕邢系的存在。然而即便如此，此時人們對光譜的理解依然是唯象的，真正在物理層面上的解釋則要等到尼爾斯·波耳的時代。
這一模型很好地描述了氫光譜的規律，並且和實驗觀測值相當符合。此外，波耳還從對應原理出發，將電子軌道角動量也進行了量子化，並給出了電子能量、角頻率和軌道半徑的量子化公式。波耳模型在解釋氫原子的發射和吸收光譜中取得了非常大的成功，是量子理論發展的重要里程碑。不過，波耳模型在很多地方仍然是粗略的：例如它只能解釋氫原子光譜，對其他稍複雜的原子光譜就毫無辦法；它創立之時人們還沒有自旋的概念，從而波耳模型無法解釋原子譜線的塞曼效應和精細結構；波耳模型也無法說明電子在兩條軌道之間躍遷的過程中到底是處於一種什麼狀態。德國物理學家阿諾·索末菲在1914年至1915年間發展了波耳理論，他提出了電子橢圓軌道的量子化條件，從而將克卜勒運動納入到量子化的波耳理論中並提出了空間量子化概念，他還給量子化公式添加了狹義相對論的修正項。索末菲的量子化模型很好地解釋了正常塞曼效應、斯塔克效應和原子譜線的精細結構，他的理論收錄在他在1919年出版的《原子結構與光譜線》一書中。