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