威尔逊云室

云室是 C.T.R.威尔逊(CharlesThomsonReesWilson，1869—1959)在1911 年发明的。由于它能直接显示粒子运动的径迹，所以一经出现就成了研究核物理的重要工具。后来发展为汽泡室，在粒子物理学中继续发挥作用。

C.T.R.威尔逊是卡文迪什实验室出身的又一位实验物理学家。1896 年获博士学位后，先当表演员，后当物理实验教师。他业余对气象有特殊爱好，有兴趣了解云雾现象的成因，于是在实验室中进行模拟实验。1895 年初，他曾采用爱特肯(J.Aitkin)创造的方法，让潮湿空气膨胀， 制造人工云雾。在实验中他发现，爱特肯有一个经验不符合事实，即当空气中没有尘埃时，不能产生云雾。威尔逊的结果却是，如果膨胀比足够大，也可能出现云雾。显然，在尘埃完全清除的密室中，一定还有别的凝结核心，他想到可能是出现了某种带电的原子。

正好不久以后，J.J.汤姆生和卢瑟福研究 X 射线的电离作用，提出气体电离理论，威尔逊用他还不成熟的云室方法，对这个理论进行验证。他用 X 射线照射云室，可使原来在膨胀时没有液粒产生的云室，立即产生云雾，肯定了电离作用，同时，也使同事们认识到这种方法的用途， 也许可以用来显示射线。

在这以后，威尔逊坚持实验研究，不断改进方法，经历十余年，终于在 1911 年从云室的照片中找到了α、β和电子的径迹。

1925 年，布拉开特进一步改进云室方法，他把云室置于两个盖革计数器之间，安排了一套电路，使得只有当带电粒子相继穿过两个计数器， 才能使云室动作，并拍下照片。这种自动方法大大地提高了探测粒子的效率。就在这一年，他从改进的云室拍摄到了原子人工转变的证据。

1923 年，康普顿发现 X 射线散射后波长变长的现象，他用光量子与

电子碰撞动量与能量守恒的原理作出正确解释。正在人们将信将疑之 际，威尔逊用云室方法找到了反冲电子的径迹，令人信服地证实了 X 射线的波粒二象性。