威廉·卡尔·维尔纳·奥托·弗里茨·弗朗茨·维恩 (德語:Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien ,1864年1月13日—1928年8月30日),德國 物理學家,研究領域為熱輻射 與電磁學 等。1893年,維恩經由熱力學 、光譜學 、電磁學 和光學 等理論支援,發現了維恩位移定律 ,並應用於黑體 等學術理論,揭開量子力學 新領域。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 。
维恩1864年1月13日出生在东普鲁士 (现俄罗斯)的菲施豪森 ,他的父亲卡尔·维恩(Carl Wien)是地主。1879年在拉斯滕堡 、1880年至1882年在海德堡 读中学。中学毕业后,1882年在哥廷根大学 学习数学,同年转去柏林大学 。1883年至1885年在赫尔曼·冯·亥姆霍兹 的实验室工作,1886年获得博士学位,论文题目是光对金属的衍射,以及不同材料对折射光颜色的影响。此后,由于维恩的父亲生病,维恩不得不回去帮助管理他父亲的土地。期间他有一个学期跟随亥姆霍兹,1887年完成了金属对光和热辐射的导磁性 实验。
一直到1890年,父亲的土地变卖后,维恩回到亥姆霍兹的身边,作为他的助手在国家物理工程研究所工作,为工业课题做研究。1892年在柏林大学获得大学任教资格。1896年前往亚琛工业大学 物理学教授,以接替菲利普·莱纳德 ,1899年在吉森大学 任物理学教授,1900年赴维尔茨堡大学 接替威廉·伦琴 ,同年出版了教科书《流体力学》(Hydrodynamik)。1902年,他曾被邀请接替玻尔兹曼 出任莱比锡大学 的物理学教授,1906年又被邀请接替保罗·德鲁德 出任柏林大学的物理学教授,但他拒绝了这两个邀请。1920年底前往慕尼黑 ,再次接替伦琴,直到1928年逝世。
1898年与路易丝·梅勒(Luise Mehler)结婚,有4个孩子。威廉·维恩的表弟马克斯·维恩 (Max Wien)是高频电子技术的先驱。
在国家物理工程研究所,维恩与路德维希·霍尔伯恩 (Ludwig Holborn)一起研究用勒夏特列(Le Chatelier)温度计测量高温的方法,同时对热动力学 进行理论研究,尤其是热辐射 的定律。1893年,维恩提出波长 随温度 改变的定律,后来被称为维恩位移定律 。
1894年他发表了一篇关于辐射 的温度和熵 的论文,将温度和熵的概念扩展到了真空 中的辐射,在这篇论文中,他定义了一种能够完全吸收所有辐射的理想物体,并称之为黑体 。1896年他又发表了维恩近似 ,给出了这种确定黑体辐射的关系式,提供了描述和测量高温的新方法。现在它被证明仅适用于短波 ,但维恩的研究使得普朗克 能够用量子物理学 方法解决热平衡 中的辐射问题。维恩也因为这一研究成果获得了1911年的诺贝尔物理学奖 。
1896年前往亚琛接替菲利普·莱纳德 后,他在那里建立实验室研究真空中的静电放电 ,1897年开始研究阴极射线 ,借助带莱纳德窗的高真空管,他确认了让·佩兰 两年前的发现,即阴极射线由高速运动的带负电的粒子(电子 )组成。几乎与约瑟夫·汤姆孙 在剑桥发现电子的同时,维恩用与汤姆孙不同的方法测量到了这些粒子带电量和质量的关系,并且得出了与汤姆孙相同的结果,即它们的质量只有氢原子 的一千分之一。
1898年维恩又研究了欧根·戈尔德施泰因 发现的阳极射线 ,指出它们的带正电量与阴极射线的带负电量相等,他测量了它们在磁场和电场影响下的偏移,并得出阳极射线由带正电的粒子组成,并且它们不比电子重的结论。维恩所使用的方法在约20年后形成了质谱 学,实现了对多种原子及其同位素 质量的精确测量,以及对原子核反应 所释放能量的计算。1900年维恩发表了一篇关于力学的电磁学基础的理论论文,此后又继续研究阳极射线,并在1912年发现,在并非高真空的环境下,气压不是非常弱时,阳极射线通过与残余气体的原子碰撞,会在运动过程中损失并重得它们的带电量。1918年他再次发表对阳极射线的研究结果,他测量了射线在离开阴极后,发光度的累积减少过程,通过这些实验,他推断出在经典物理学中所称的原子发光度的衰退,对应于量子物理学中的原子处于活跃状态的时间有限。
维恩的这些研究成果,为从牛顿的经典物理学 向量子物理学 过渡做出了贡献,正像马克斯·冯·劳厄 (1914年诺贝尔物理学奖)所说的,维恩的不朽的荣耀是“他为我们打开了通往量子物理学的大门”(英语:He led us to the very gates of quantum physics)。
维恩是柏林 、哥廷根 、维也纳 、斯德哥尔摩 、奥斯陆 和华盛顿 等科学学会的会员,法兰克福 物理学会的荣誉会员。
火星 上有一個隕石坑 以他的名字命名。
Wilhelm Wien - Biography (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 ). The Nobel Foundation.(诺贝尔奖官方网站关于威廉·维恩生平介绍)Nobel Lectures, Physics 1901-1921 , Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1967E. Rüchardt (1955).Zur Erinnerung an Wilhelm Wien bei der 25. Wiederkehr seines Todestages . Naturwissenschaften 42 (3): 57-62. doi:10.1007/BF00589524. E. Rüchardt (1936).Zur Entdeckung der Kanalstrahlen vor fünfzig Jahren . Naturwissenschaften 24 (30): 57-62. doi:10.1007/BF01473963.
1901年-1925年 1926年-1950年 1951年-1975年 1976年-2000年 2001年-至今 注:年份不一定是實際獲獎時間,1917年、1918年、1921年、1924年、1925年、1928年、1932年、1943年的獎項都延後一年頒發。