从水的沸腾想到的
1926 年 9 月 21 日,格拉塞生于美国的俄亥俄州,克利夫兰市,他一生中最重大的贡献是发明了一种可以探测微观粒子的装置——汽泡室,并因此获得了 1960 年度的诺贝尔物理学奖。
把在高山上烧开的水恒温地拿到山下,你会发现沸腾着的水不再沸腾了。大家都知道,这是由于高山上气压较低,水的沸点也较低的缘故。所以你在高山上煮米饭一定要用高压锅。
如果我们换用极为纯净的水来实验,我们发现,即使水温超过了水的沸点 100℃,水依然不会沸腾,但这时你若在水中投入一粒的尘埃或稍稍振荡一下容器,水就会剧烈沸腾起来,从小尘埃附近产生大量的汽泡。这个现象使格拉塞想到另一个有意义的应用问题:能否根据水的沸腾条件来设计一种仪器来观察人眼无法观测到的微观粒子呢?
液体沸腾,除了在一定的压力下要达到它的沸点外,还要有汽化核,有了汽化核,液体才能围绕汽化核剧烈汽,化产生大量汽泡,这就是沸腾现象。通常水中含有很多杂质微粒及带电微粒,它们都可以成为汽化核,因此水在沸点下就能剧烈汽化,即沸腾。物理学中很多带电粒子,不仅十分细小,无法用肉眼,甚至用显微镜观测,而且大多以很高的速度运动。如果让这种粒子穿过上述超过沸点而又没有沸腾的液体(这种液体称为过热液体,因为温度超过了沸点而又没有汽化)时,就会在粒子运行的轨迹上产生大量汽泡,这样你通过观测这些汽泡就可以“看到”粒子飞行了。汽泡室除能显示粒子轨迹外,还能根据轨迹的大小,浓淡等数据分辨
粒子的种类与性质;运用汽泡室,科学家已发现了好几种基本粒子。另外汽泡室还有图象自动识别功能、记忆功能,它对自动识别、自动测量及计算机的发展有着广阔的应用前景。