基本介紹
- 中文名：威廉·維恩
- 外文名：Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien
- 國籍：德國
- 出生地：俄羅斯普里莫爾斯克
- 出生日期：1864年1月13日
- 逝世日期：1928年8月30日
- 職業：物理學家
- 畢業院校：哥廷根大學；柏林大學
- 代表作品：《流體力學》
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人物生平
1879年，在拉斯滕堡（Rastenburg）、1880年至1882年在海德堡讀中學。
1883年至1885年在赫爾曼·馮·亥姆霍茲的實驗室工作，
1886年，獲得博士學位，論文題目是光對金屬的衍射，以及不同材料對摺射光顏色的影響。此後，由於維恩的父親生病，維恩不得不回去幫助管理他父親的土地。期間他有一個學期跟隨亥姆霍茲。
1887年，完成了金屬對光和熱輻射的導磁性實驗。
1890年，父親的土地變賣後，維恩回到亥姆霍茲的身邊，作為他的助手在國家物理工程研究所工作，為工業課題做研究。
威廉·維恩
威廉·維恩1892年，在柏林大學獲得大學任教資格。
1899年，在吉森大學任物理學教授。
1902年，他曾被邀請接替玻耳茲曼出任萊比錫大學的物理學教授，但他拒絕了這個邀請
1906年，被邀請接替保羅·德魯德（Paul Drude）出任柏林大學的物理學教授，但他拒絕了這個邀請。
1911年，他因對於熱輻射等物理法則貢獻，而獲得諾貝爾物理學獎。
1920年底前往慕尼黑，再次接替倫琴，直到1928年逝世。
個人生活
1898年威廉·維恩與路易絲·梅勒（Luise Mehler）結婚，有4個孩子。
威廉·維恩的表弟馬克斯·維恩（Max Wien）是高頻電子技術的先驅。
學術研究
維恩位移定律
1893年，維恩提出波長隨溫度改變的定律，後來被稱為維恩位移定律。
1894年他發表了一篇關於輻射的溫度和熵的論文，將溫度和熵的概念擴展到了真空中的輻射，在這篇論文中，他定義了一種能夠完全吸收所有輻射的理想物體，並稱之為黑體。
維恩輻射定律
1896年他又發表了維恩公式，即維恩輻射定律，給出了這種確定黑體輻射的關係式，提供了描述和測量高溫的新方法。雖然後來被證明維恩公式僅適用於短波，但維恩的研究使得普朗克能夠用量子物理學方法解決熱平衡中的輻射問題。維恩也因為這一研究成果獲得了1911年的諾貝爾物理學獎。
1896年前往亞琛接替菲利普·萊納德後，他在那裡建立實驗室研究真空中的靜電放電.
陰極射線
1897年開始研究陰極射線，藉助帶萊納德窗的高真空管，他確認了讓·巴蒂斯特·皮蘭兩年前的發現，即陰極射線由高速運動的帶負電的粒子（電子）組成。幾乎與約瑟夫·湯姆孫在劍橋發現電子的同時，維恩用與湯姆孫不同的方法測量到了這些粒子帶電量和質量的關係，並且得出了與湯姆孫相同的結果，即它們的質量只有氫原子的一千分之一。
1898年維恩又研究了歐根·戈爾德施泰因（Eugen Goldstein）發現的陽極射線，指出它們的帶正電量與陰極射線的帶負電量相等，他測量了它們在磁場和電場影響下的偏移，並得出陽極射線由帶正電的粒子組成，並且它們不比電子重的結論。維恩所使用的方法在約20年後形成了質譜學，實現了對多種原子及其同位素質量的精確測量，以及對原子核反應所釋放能量的計算。
1900年維恩發表了一篇關於力學的電磁學基礎的理論論文，此後又繼續研究陽極射線，並在1912年發現，在並非高真空的環境下，氣壓不是非常弱時，陽極射線通過與殘餘氣體的原子碰撞，會在運動過程中損失並重得它們的帶電量。
1918年他再次發表對陽極射線的研究結果，他測量了射線在離開陰極後，發光度的累積減少過程，通過這些實驗，他推斷出在經典物理學中所稱的原子發光度的衰退，對應於量子物理學中的原子處於活躍狀態的時間有限。
維恩的這些研究成果，為從牛頓的經典物理學向量子物理學過渡做出了貢獻，正像馬克斯·馮·勞厄（1914年諾貝爾物理學獎）所說的，維恩的不朽的榮耀是“他為我們打開了通往量子物理學的大門”（英語：He led us to the very gates of quantum physics）。
維恩公式
維恩因發現熱輻射規律——維恩位移定律和建立黑體輻射的維恩公式，獲得了1911年度諾貝爾物理學獎。
19世紀末，人們已經認識到熱輻射和光輻射都是電磁波，並對輻射能量在不同頻率範圍內的分布問題，特別是黑體輻射，進行了較深入的理論和實驗研究。維恩和拉梅爾發明了第一個實用黑體——空腔發射體，為他們的實驗研究提供了所需的“完全輻射”。維恩在前人研究的基礎上於1893年提出了理想黑體輻射的位移定律：lmaxT=常數。該定律指出，隨著溫度的升高，與輻射能量密度極大值對應的波長向短波方向移動。由於輻射通量密度與輻射能量密度之比為c/4，所以在測出對應輻射通量密度極大值的lmax後，就可以根據維恩位移定律確定輻射體的溫度。光測溫度計就是根據這一原理製成的。
接著，維恩研究了黑體輻射能量按波長的分布問題。他從熱力學理論出發，在分析了實驗數據之後，得到了一個半經驗的公式.即維恩公式。其中，El為在波長l處單位波長間隔的輻射能量；C1和C2是兩個經驗參數，通過符合實驗曲線來確定；T為平衡時的溫度。維恩公式在短波波段與實驗符合得很好，但在長波波段與實驗有明顯的偏離。後來，在進一步探索更好的輻射公式的過程中，普朗克建立了與所有的實驗都符合的輻射量子理論。但是，在利用光學高溫計測量溫度時，人們仍經常採用維恩公式，因為它計算簡單且足夠精確。
維恩圖