Der Wissenschaftler promovierte 1886 an der Berliner Universität. Nach einiger Zeit begann er, sich mit der Untersuchung der Strahlung des vollkommen schwarzen Körpers zu beschäftigen. Es gibt eine Wellenlänge, bei der die Strahlungsintensität ein Maximum erreicht. 1893 formulierte Wien sein Gesetz, wonach die Wellenlänge des Maximums der Strahlung umgekehrt proportional zur absoluten Temperatur des Körpers ist. Die Genauigkeit des Wienschen Gesetzes nahm jedoch für größere Wellenlängen ab. Deshalb setzte Max Planck die Forschungen fort, was zur Entstehung der Quantentheorie der Strahlung führte, schreibt munichname.eu.
Biographie
Wilhelm Wien war ein bedeutender deutscher Physiker, der die Phänomene der Strahlung und Absorption elektromagnetischer Wellen durch den vollkommen schwarzen Körper erforschte. 1911 wurde er dafür mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.
Wilhelm wurde am 13. Januar 1864 in Fischhausen geboren. 1866 zog die Familie nach Drachenstein in Ostpreußen (heute Kętrzyn, Polen). Wilhelm besuchte zunächst die Schule in Rastenburg und schloss 1882 das Gymnasium in Heidelberg ab. Im selben Jahr begann er sein Studium an den Universitäten Göttingen und Berlin.
Von 1883 bis 1885 arbeitete er im Labor von Adolf Wüllner an der Technischen Hochschule Aachen. Später war er Professor an der Universität Hessen. 1886 promovierte er in Philosophie. Seine Arbeit behandelte die Lichtbeugung an Metallen und den Einfluss verschiedener Metalle auf die Farbe des gebrochenen Lichts. Wilhelm Wien war von Einsteins Arbeiten und dem philosophischen Prinzip des Relativismus inspiriert.
1900 arbeitete er an der Universität Würzburg als Nachfolger von Wilhelm Röntgen. 1919 setzte er seine Tätigkeit in München fort. Übrigens war Wiens Cousin ein Pionier auf dem Gebiet der Hochfrequenztechnik. Eine Laboranlage im Technologiepark „Wista“ in der Nähe von Berlin trägt seinen Namen.
Wien war in wissenschaftlichen Gremien aktiv. 1910 wurde er Vorsitzender der Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte. Von 1920 bis 1922 leitete er die Deutsche Physikalische Gesellschaft. Im Ersten Weltkrieg spielte Wien als konservativer Wissenschaftler eine bedeutende Rolle in der Förderung der Interessen des Deutschen Kaiserreichs, was auch zur Reduzierung des englischen Einflusses auf die Wissenschaft beitragen sollte.
Im Laufe der Zeit distanzierte er sich von den radikalen Ansichten seines Kollegen Philipp Lenard. 1918 nominierte er Albert Einstein und Hendrik Antoon Lorentz für den Nobelpreis in Physik.
Seit 1918 arbeitete er in München als Nachfolger von Röntgen. Er starb 1928 im Alter von 64 Jahren.
Wichtige Forschungen
Der Wissenschaftler entwickelte das Wiensche Verschiebungsgesetz in den Jahren 1893–1894 und das Wiensche Strahlungsgesetz in den Jahren 1894–1896. Diese Forschungen sollten die Strahlung des schwarzen Körpers in Abhängigkeit von der Wellenlänge beschreiben. 1898 entwickelte Wilhelm Wien die Grundlagen der Massenspektrometrie und identifizierte ein positiv geladenes Teilchen mit der Masse eines Wasserstoffatoms, das als Proton bekannt wurde.
In seiner wissenschaftlichen Arbeit ließ er sich von Wissenschaftlern wie Heaviside und Searle inspirieren. In einem Artikel von 1900 erklärte Wilhelm, dass alle physikalischen Prozesse in ihrer Natur elektromagnetisch seien. Die Masse eines Körpers resultiere vollständig aus der elektromagnetischen Energie, die berechnet werden könne. Dies war ein wichtiger Schritt hin zur Äquivalenz von Masse und Energie.
Wien war ein Befürworter des elektromagnetischen Weltbildes und forschte intensiv zur Äthertheorie. 1904 entwickelte er Differentialgleichungen für die Elektrodynamik bewegter Körper und wurde zum Vorläufer der Relativitätstheorie. 1911 erhielt er den Nobelpreis in Physik für seine Arbeiten zur Wärmestrahlung.
Wiens Kollege Planck, ein Skeptiker empirischer Gesetze, nutzte Elektromagnetismus und Thermodynamik, um eine theoretische Grundlage für das Gesetz zu entwickeln, das später als Wiensches-Plancksches Gesetz bekannt wurde. Allerdings war das Wiensche Gesetz nur für hohe Frequenzen genau und unterschätzte die Strahlung bei niedrigen Frequenzen.
Planck korrigierte die Theorie und schlug eine eigene Version vor, die als Plancksches Gesetz bekannt wurde. Dies war der Beginn der Quantentheorie. Nachdem Wien 1900 die Formel für das Wiensche Verschiebungsgesetz abgeleitet hatte, vermutete er, dass die gesamte Masse der Materie elektromagnetischen Ursprungs sei. Der Wissenschaftler schlug eine Formel vor, die das Verhältnis von elektromagnetischer Masse und elektromagnetischer Energie zeigte.
1898 entwickelte Wien den Wienschen Filter zur Untersuchung von Anodenstrahlen. Dieser Filter wird zur Geschwindigkeitssteuerung geladener Teilchen verwendet, etwa in Elektronenmikroskopen und Spektrometern. Er dient auch zur Analyse der Energie geladener Teilchen als Monochromator und Massenspektrometer.
Herausforderungen
Wiens Kindheit war recht schwierig. Sein Vater war aufgrund von Rückenproblemen an einen Wagen gefesselt. Wilhelm senior war Landwirt, sodass Wilhelm von klein auf die Arbeit auf einem Bauernhof kannte. Seine Mutter trug die Hauptlast der Arbeit im Haushalt.
Der junge Wilhelm war seiner Mutter sehr nah. Ihr Wissen in Geschichte und Literatur inspirierte ihn zur eigenen Beschäftigung mit diesen Themen. Gesellschaftlich war Wilhelm jedoch weniger aktiv und ein introvertierter Junge. Seine Freizeit verbrachte er mit Reiten, Schlittschuhlaufen und Schwimmen. Französisch sprach er bereits, bevor er seine eigene Muttersprache korrekt schreiben konnte.
Der Versuch, Wilhelm 1875 in das Rastenburger Gymnasium einzuschulen, war nicht erfolgreich. Er schwänzte den Unterricht und streifte über die Felder. Seine mathematischen Kenntnisse ließen zu wünschen übrig. 1880 kehrte er nach Hause zurück, um Landwirtschaft zu lernen. Wilhelm hatte jedoch einen Tutor, dessen Unterstützung es ihm ermöglichte, das Alte Gymnasium schneller als andere Schüler abzuschließen.
Auch an der Universität Göttingen hielt es Wilhelm nicht lange. Die Studieninhalte gefielen ihm nicht, und das Studentenleben war ebenfalls nicht sein Fall. Er verließ die Universität, um Bauer zu werden. Später entschied er sich jedoch, Physik und Mathematik an der Berliner Universität zu studieren.
Obwohl er bis zum Sommer 1886 bereits einen Doktortitel hatte, kehrte er nach Drachenstein zurück, um seinen Eltern beim Wiederaufbau einiger durch Feuer zerstörter Gebäude zu helfen. Wilhelm dachte erneut daran, Bauer zu werden. August Kundt und Helmholtz trugen zur Unsicherheit bei, indem sie ihm sagten, dass er als einziges Kind das Familienerbe antreten sollte und Wissenschaft nur als Hobby betreiben könne.
Doch das Schicksal entschied anders. 1890 zwang eine Dürre seine Eltern, die Farm zu verkaufen. Wilhelm wurde Helmholtz‘ Assistent in Charlottenburg, und seine Eltern zogen nach Berlin-Westend.
Über den vollkommen schwarzen Körper
Wiens akademische Laufbahn dauerte rund ein Dritteljahrhundert. Er trat zweimal in die Fußstapfen zukünftiger Nobelpreisträger. 1892 wurde Wilhelm Dozent an der Berliner Universität und 1896 Professor für Physik an der Technischen Hochschule Aachen, wo er Philipp von Lenard ablöste. 1900 folgte er Wilhelm Röntgen als Professor für Physik an der Universität Würzburg nach.
Unter der Anleitung von Helmholtz begann Wien seine Arbeit an dem Thema, das ihm den Nobelpreis einbrachte – das vollkommen schwarze Körper.
Den Begriff des vollkommen schwarzen Körpers prägte Gustav Kirchhoff 1860. Er beschrieb ihn als einen Körper, der jede Strahlung, die auf ihn fällt, vollständig absorbiert. In der Natur gibt es kaum solche Objekte, außer Schwarzen Löchern. Da jedoch keine echten Experimente mit Schwarzen Löchern möglich sind, beschränkten sich die Untersuchungen auf Gedankenexperimente. Wien betonte stets die Bedeutung solcher Experimente.
Kirchhoff bewies auch, dass das vollkommen schwarze Körper der beste Strahler ist und nur thermische Energie abstrahlt. Ein reales Modell eines vollkommen schwarzen Körpers könnte als vollständig geschlossener Raum mit einem Loch dargestellt werden. Die Strahlung, die durch das Loch eintritt, wird durch wiederholte Reflexionen nach und nach von den Wänden absorbiert.
1893–1894 leitete Wien mithilfe der elektromagnetischen Theorie des Lichts eine Formel für die Energiedichte der Strahlung des vollkommen schwarzen Körpers ab. Sie ist abhängig von der Strahlungsfrequenz und der Temperatur des strahlenden Körpers. Daraus entstand das bekannte Wiensche Gesetz.