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NOBELPREISE 1911: PHYSIK


Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien (1864 – 1928) war ein deutscher Physiker, der sich mit Wärmestrahlen beschäftigte. Wilhelm Wien ging in Ostpreußen zur Schule, musste das Gymnasium aber kurzfristig abbrechen. Er versuchte es ein zweites Mal in Königsberg, dann klappte es. Danach studierte er an den Universitäten Göttingen und Berlin, beides Hochburgen der modernen und experimentellen Physik. Von 1883 bis 1885 arbeitete Wien im Labor des bekannten Physikers Hermann von Helmholtz und erlangte dort sein Doktorat. Später wurde Wien Dozent in Aachen und ab 1899 Professor in Gießen. Anschließend wurde er Nachfolger von Konrad Röntgen in Würzburg.

1893/94 entwickelte Wien sein berühmtes „Verschiebungsgesetz“, das er an schwarzen Körpern erforschte. Ein schwarzer Körper ist ein (meist zylinderförmiges) hohles Gerät aus Keramik oder Metall, das wie ein kleiner Ofen aussieht. Heizt man den schwarzen Körper auf, dann sendet er Strahlung aus. Zuerst Infrarot, dann Rotlicht, schließlich glüht er weiß. Bei extremer Hitze können UV- und Röntgenstrahlen entstehen. Unsere Sonne ist physikalisch betrachtet - ein schwarzer Körper. Umgekehrt kann man schwarze Körper bestrahlen, dann erwärmen sie sich. Herdplatten und Sonnenkollektoren sind technische Anwendungen von schwarzen Körpern.

Im 19. Jahrhundert war bekannt, dass die Strahlungsleistung mit der vierten Potenz der Temperatur, die in Kelvin gemessen wird, steigt. Einfacher ausgedrückt: Verdoppelt sich die Temperatur, dann steigt die Strahlungsleistung um das Sechzehnfache, bei dreifacher Temperatur um das Einundachtzigfache usw. Unbekannt war jedoch, welchen Zusammenhang es zwischen der Wellenlänge einer Strahlung und der Temperatur eines schwarzen Körpers gibt. Hier fand Wien einen entscheidenden Zusammenhang. Seine Formel enthielt einen winzigen Fehler, den der deutsche Physiker Max Planck später korrigierte. Trotzdem erklärte Wiens Gesetz verständlich den Zusammenhang zwischen Temperatur und Wellenlänge einer Strahlung.

Das Wiensche Strahlungsgesetz erklärt nicht nur physikalische Zusammenhänge, es reicht bis in die Biologie. Man wusste nun, warum Lebewesen, die über Augen verfügen, im gleichen Wellenbereich sehen. Das sichtbare Licht ist nichts anderes als das elektromagnetische Wellenlängenspektrum zwischen 390 (violett) und 770 (rot) milliardstel Meter. In diesem Wellenbereich hat unsere Sonne ihr Strahlenmaximum, es hat sich für Tiere und Menschen rentiert, die Augen an diesen Wellenbereich anzupassen. Prof. Dr. Wilhelm Wien leistete mit seiner Formel auch eine Vorarbeit für Einsteins Relativitätstheorie. 1911 wurde Wiens Arbeit mit dem Physiknobelpreis belohnt.




© 2011 Rudolf Öller, Bregenz