维恩

维恩

维恩（Wilhelm Wien，1864—1928），德国物理学家，因发现热辐射所遵循的定律而获得1911年诺贝尔物理学奖。Ｗ．维恩1864年1月13日生于东普鲁士的菲施豪森。父亲卡尔·维恩是农场主，因此，维恩似乎注定要成为一个绅士式的农民，但一次经济危机和他天生的神秘禀性使他上了大学。1866年双亲迁往东普鲁士拉登堡的德拉施坦。1879年维恩先在拉登堡上中学，后来，从1880年到1882年在海德堡市立中学学习。1882年中学毕业后考入哥廷根大学学习数学和自然科学，同年进柏林大学。1883年到1885年在Ｈ．亥姆霍兹的实验室工作。1886年以总结他的实验的一篇论文而获博士学位，实验的内容是金属断面上光的衍射和材料对衍射光颜色的影响。

父亲的患病使他中断了学业，他回乡帮助父亲经营庄园直到1890年。但是在此期间他仍有一个学期是和亥姆霍兹在一起。1887年完成了有关光和热射线在金属中的穿透性的实验。当父亲的庄园卖出后，他回到亥姆霍兹的实验室工作，当时亥姆霍兹已离去，到研究工业问题的德国物理技术研究所担任所长。维恩在亥姆霍兹实验室工作到1896年，这一年他继承勒纳德担任埃克斯拉查波勒大学物理学教授。1899年他被任命为吉森大学物理学教授。 1900年他继承伦琴担任维尔茨堡大学物理学教授，同年出版了他的《流体力学教程》。1902年莱比锡大学曾聘请他继承玻耳兹曼担任物理学教授，1906年柏林大学曾聘请他继承德鲁得担任教授，但他谢绝了这些聘请。1920年他被任命为慕尼黑大学物理学教授，逝世前他一直担任这一职务。

除上述早期研究外，维恩在德国物理技术研究所和霍尔博恩一起用勒夏忒列热电偶研究了测量高温的方法，同时还进行了热力学的理论研究，特别是研究了热辐射定律。1893年，他发表了关于波长随温度改变的规律，后来发展成为维恩位移定律。

1894年，他发表了一篇论述辐射的温度和熵的论文，论文中将温度和熵的概念推广到空间中的辐射。在这一研究中，他引入了一种能完全吸收一切辐射的理想物体的定义，他称这种理想物体为黑体。1896年，他发表了维恩公式，这是他寻找黑体辐射成分的公式所得到的结果。后来表明这个公式只适用于短波。但维恩的工作促使普朗克用量子物理解决了处于热平衡的辐射的问题。由于这一研究，维恩荣获了1911年的诺贝尔物理学奖。有趣的是，出自研究所的这一理论研究却解决了技术问题，产生出了照明和高温测量的新技术。

维恩在1896年到埃克斯拉查波勒大学继任勒纳德的职务时，就发现了那里有一个实验室可以研究真空放电。1897年，他开始研究阴极射线的性质。他使用了一个带有勒纳窗的高真空管子，证实了佩林（1926年诺贝尔物理奖获得者）两年前作出的发现：阴极射线是由高速运动的带负电粒子（电子）组成的。后来几乎是和剑桥大学的Ｊ．Ｊ．汤姆孙爵士同时，维恩用不同的方法测量了这些粒子的荷质比，发现电子约比氢原子轻2000倍，与汤姆孙的结果相同。

1898年，维恩研究了哥尔德斯坦发现的极隧射线，得到的结论是：它们所带的正电荷与阴极射线的负电荷相等。他用磁场和电场测量了极隧射线的偏转，结论是它们由带正电的粒子组成，质量不会比电子重。

大约20年后，维恩所用的方法发展成为质谱仪，使得人们有可能精确地测量各种原子及其同位素的质量，这种测量对于计算核反应释放的能量来说是必不可少的。

1900年，维恩发表了一篇理论性文章，论述了电磁原理应用于力学的可能性问题。后来他又进一步研究了极隧射线，1912年他指出，如果压强不是特别低，则极隧射线在运行过程中可与剩余气体的原子碰撞而失去或重新获得电荷。1918年他发表了对极隧射线的进一步研究：测量了它们离开阴极后光度的逐渐减弱。从这些实验中他得出结论说，经典物理称为原子发光振荡的衰减的概念，在量子物理学中对应于原子激发态的有限持续期。

维恩对极隧射线以及其他方面的研究为牛顿力学向量子力学的过渡作出了贡献。正像冯·劳厄所评价的那样：“他的不朽的业绩”在于“他引导我们走到了量子物理学的大门口”。
 

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