Вильгельм Вена

Вильгельм Вена
Вена в 1911 году
Рожденный	Вильгельм Карл Вернер Отто Фриц Франц Вена ( 1864-01-13 ) 13 января 1864 г. Гаффкен , провинция Пруссия
Умер	30 августа 1928 г. ( 1928-08-30 ) (64 года) Мюнхен , Германия
Альма-матер	Геттингенский университет Берлинский университет
Известный	Излучение черного тела Венский фильтр Закон смещения Вина Закон распределения Вина
Супруг	Луиза Мелер (1898) (1877–1961)
Награды	Лекция Гатри (1925) Нобелевская премия по физике (1911 г.)
Научная карьера
Поля	Физика
Учреждения	Университет Гиссена Университет Вюрцбурга Мюнхенский университет RWTH Ахен
Докторантура	Герман фон Гельмгольц
Докторанты	Габриэль Хольцмарк Эдуард Рюхардт

Вильгельм Карл Вернер Отто Фриц Франц Вена ( Немецкое произношение: [ˈvɪlhɛlm ˈviːn] ; 13 января 1864 — 30 августа 1928) — немецкий физик , который в 1893 году использовал теории тепла и электромагнетизма для вывода закона смещения Вина , который вычисляет излучение чёрного тела при любой температуре на основе излучения при любой одной эталонной температуре.

Он также сформулировал выражение для излучения черного тела, которое верно в пределе фотонного газа . Его аргументы были основаны на понятии адиабатической инвариантности и сыграли важную роль в формулировке квантовой механики . Вен получил Нобелевскую премию 1911 года за работы по тепловому излучению .

Он был двоюродным братом Макса Вина , изобретателя Венского моста .

Биография

Ранние годы

Вен родился в Гаффкене (ныне Балтийский округ ) недалеко от Фишхаузена в провинции Пруссия в семье землевладельца Карла Вина. В 1866 году его семья переехала в Драхенштейн недалеко от Растенбурга (ныне Кентшин, Польша).

В 1879 году Вен пошел в школу в Растенбурге, а с 1880 по 1882 год посещал городскую школу Гейдельберга . В 1882 году он учился в Гёттингенском и Берлинском университетах . С 1883 по 1885 год он работал в лаборатории Германа фон Гельмгольца и в 1886 году получил степень доктора философии. защитил диссертацию о дифракции света на металлах и о влиянии различных материалов на цвет преломленного света. С 1896 по 1899 год Вен читал лекции в RWTH Ахенского университета . Он стал дважды преемником Вильгельма Конрада Рентгена : в 1900 году в Вюрцбургском университете и в 1919 году в Мюнхенском университете . Вен был очень активен в научной политике, представляя консервативные и националистические позиции, хотя и не был настолько крайним, чтобы разделять позицию тех, кто собирался развивать « Немецкую физику ». Он ценил и Альберта Эйнштейна , и теорию относительности .

Карьера

В 1896 году Вен эмпирически определил закон распределения излучения абсолютно черного тела . позже названный в его честь: закон Вина . Макс Планк , который был коллегой Вина, не верил в эмпирические законы, поэтому, используя электромагнетизм и термодинамику, он предложил теоретическое обоснование закона Вина, который стал законом Вина-Планка . Однако закон Вина был справедлив только на высоких частотах и ​​недооценивал яркость на низких частотах. Планк исправил теорию и предложил то, что сейчас называется законом Планка , что привело к развитию квантовой теории . Однако другая эмпирическая формулировка Вина $\lambda _{\mathrm {max} }T=\mathrm {constant}$, называемый законом смещения Вина , по-прежнему очень полезен, поскольку он связывает пиковую длину волны, излучаемую телом ( λ _max ), с температурой тела (T). В 1900 году (следуя работам Джорджа Фредерика Чарльза Сирла ) он предположил, что вся масса материи имеет электромагнитное происхождение и предложил формулу $m=(4/3)E/c^{2}$ для связи между электромагнитной массой и электромагнитной энергией.

Вин разработал фильтр Вина (также известный как селектор скорости) в 1898 году для исследования анодных лучей. Это устройство, состоящее из перпендикулярных электрического и магнитного полей, которое можно использовать в качестве фильтра скорости заряженных частиц, например, в электронных микроскопах и спектрометрах. Он используется в масс-спектрометрии на ускорителях для отбора частиц по их скорости. Устройство состоит из ортогональных электрических и магнитных полей, поэтому частицы с правильной скоростью не будут затронуты, в то время как другие частицы будут отклоняться. Его можно сконфигурировать как анализатор энергии заряженных частиц, монохроматор или масс-спектрометр.

Изучая потоки ионизированного газа , Вин в 1898 году идентифицировал положительную частицу, равную по массе водорода атому . Вен этой работой заложил основы масс-спектрометрии . Дж. Дж. Томсон усовершенствовал аппарат Вина и провел дальнейшие эксперименты в 1913 году, затем, после работы Эрнеста Резерфорда в 1919 году, частица Вина была принята и названа протоном .

В 1911 году Вен был удостоен Нобелевской премии по физике «за открытия законов, управляющих излучением тепла». Он прочитал лекцию Эрнеста Кемптона Адамса в Колумбийском университете в 1913 году.

См. также

• История специальной теории относительности
• Эквивалент массы и энергии

Публикации

• —— (1898). «К вопросам поступательного движения светового эфира» . Анналы физики . 301 (3): 1–18. Бибкод : 1898АнП...301....1Д . дои : 10.1002/andp.18983010502 .
• —— (1900). Учебник гидродинамики . С. Хирзель. ISBN  978-0-691-21419-1 . OCLC   557663670 . ОЛ   16968004М .
• —— (1900). «О возможности электромагнитного основания механики» . Анналы физики . 310 (7): 501–513. Бибкод : 1901АнП...310..501Вт . дои : 10.1002/andp.19013100703 .
• —— (1904а). «О дифференциальных уравнениях электродинамики движущихся тел. I» . Анналы физики . 318 (4): 641–662. Бибкод : 1904АнП...318..641Вт . дои : 10.1002/andp.18943180402 .
• —— (1904б). «О дифференциальных уравнениях электродинамики движущихся тел. II» . Анналы физики . 318 (4): 663–668. Бибкод : 1904АнП...318..663Вт . дои : 10.1002/andp.18943180403 .
• —— (1904c). «Ответ на критику г-на М.Абрахама» . Анналы физики . 319 (8): 635–637. Бибкод : 1904АнП...319..635Вт . дои : 10.1002/andp.19043190817 .
• —— (1904г). «К электронной теории» . Физический журнал . 5 (14): 393–395.
• —— (1930). Из жизни и деятельности физика . Иоганн Амброзиус Барт. ISBN  978-0-691-21419-1 . OCLC   249831418 .
• —— (1913). Современные проблемы теоретической физики (на немецком языке). Б. Г. Тойбнер . LCCN14005571   . ОЛ6565621М   .

Ссылки

• Рюхардт, Э. (1936). «Об открытии канальных лучей пятьдесят лет назад». естественные науки . 24 (30): 57–62. Бибкод : 1936NW.....24..465R . дои : 10.1007/BF01473963 . S2CID   33211480 .
• Рюхардт, Э. (1955). «Памяти Вильгельма Вены к 25-летию со дня его смерти». естественные науки . 42 (3): 57–62. Стартовый код : 1955NW.....42...57R . дои : 10.1007/BF00589524 . S2CID   42482780 .

Внешние ссылки

• Вильгельм Вена на Nobelprize.org включая Нобелевскую лекцию 11 декабря 1911 г. о законах теплового излучения.
• Вильгельм Вена на www.nobel-winners.com
• О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. «Вильгельм Вена» . MacTutor Архив истории математики . Университет Сент-Эндрюс .