威尔逊云室

威尔逊发明的核辐射探测器

威尔逊云室是威尔逊发明的核辐射探测器。

简介

查尔斯·汤姆逊·里斯·威尔逊(Charles　Thomson　Rees　Wilson)1869年2月14日生于英国苏格兰爱丁堡附近的格伦科西，父亲在苏格兰因试验牧羊农场而很有名。威尔逊1892年毕业于剑桥大学西得尼·萨赛克斯学院，后在剑桥大学一面做实验研究，一面当医学系的实验演示员。

设计形成

1895年，他设计了一套设备，使水蒸气冷凝来形成云雾。当时人们认为，要使水蒸气凝结，每颗雾珠必须有一个尘埃为核心。威尔逊仔细除去仪器中的尘埃后发现，无需尘埃，而用X射线照射云室时，云雾立即出现，这证明凝聚现象是以离子为中心出现的。经过四年研究，他总结出，当无尘空气的体积膨胀比为1.25时，负离子开始成为凝聚核心；当膨胀比为1.28时，负离子全部成为凝聚核心。对于正离子来说，膨胀比为1.31时开始成为凝聚核心，膨胀比为1.35时全部成为凝聚核心。另一方面，他还指出，离子的电荷对水蒸气分子产生作用力，有助于雾珠的扩大。1912年，威尔逊为云室增设了拍摄带电粒子径迹的照相设备，使它成为研究射线的重要仪器。用这个云室拍摄了α粒子的图象。

获奖

1927年，威尔逊因发明云室而与康普顿同获诺贝尔物理学奖。

威尔逊还研制了灵敏静电计，用拴住的气球升到不同高度测量大气中的电场，发现在晴朗的天空中，总存在方向指向地面的电场，电位梯度为100V/m～200V/m，整个地球的负电荷总量约为。威尔逊从他的云室研究中知道负电荷核心聚集的水滴较大，他认为雨云一定是顶部带正电，底部带负电的，因此雨水落下来使地球带负电。

1959年11月15日，威尔逊在苏格兰卡洛普斯去世，终年90岁。1956年，当他87岁时，他作为英国皇家学会年纪最大会员，还向学会递交了最后一篇论文《雨云电学原理》。

选自

：《物理教师手册》

云室

cloud chamber

早期的核辐射探测器，也是最早的带电粒子径迹探测器。1896年由C.T.R.威尔逊发明，又称威尔C.T.R.威尔逊改进过的云室(1912)威尔逊云室。利用纯净的蒸气绝热膨胀，温度降低达到过饱和状态，这时带电粒子射入，在经过的路径产生离子，过饱和气以离子为核心凝结成小液滴，从而显示出粒子的径迹，可通过照相拍摄下来。云室中的气体大多是空气或氩气，蒸气大多是乙醇或甲醇。根据径迹上小液滴的密度或径迹的长度可测定粒子的速度；将云室和磁场联用，根据径迹的曲率和弯曲方向可测量粒子的动量和电性，从而可确定粒子的性质。在历史上，云室对粒子物理起过重大作用，曾用它发现了e+、μ-、Κ+0和Λ、Ξ-等粒子。

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