PDF《威耳逊云室的发明和霍秉权的改进 ！》

当膨胀比为 +( #, 时, 全部负离子 成为凝聚核心( 对于正离子来说, 膨胀比为 +( + 时 有些即成为凝聚核心, 膨胀比为 +(

4 时全部成为凝 聚核心( 图#! 威耳逊改进后的膨胀测量仪中产生云雾的部分 威耳逊的研究方法和有关结果为当时从事离子 电荷测量的 .( .( 汤姆孙和 6( /( 威耳逊所采用, 他 们从负离子生成可见雾滴所需的过饱和度直接推算 出基本电荷 ! 的量值为 %( -

7 +$

8 +$ 静电单位, 与密 立根的精确测定值的误差仅为百分之一 [#] ( 至此, 威耳逊还没有发现他发明的膨胀测量仪 可以用来显示粒子的径迹( +-+$ 年, 威耳逊开始做 一些实验来扩大膨胀测量仪的应用, 研究用其直接 测定离子电荷的可能性, 他认识到电离粒子的径迹 由于在离子上形成凝结水而成为可见的和可照相 的( 这时, 威耳逊才开始着手设计制作用于观测射线 径迹的云室( 他花了很多时间去试验膨胀仪器的最 合适的形状, 寻找拍摄云雾颗粒时瞬时照明的有效 方法( +-++ 年夏天, 他在卡文迪什实验室的工厂加 ・ ! # ・ 物理学史和物理学家 物理 工制造了第一台用于观测射线径迹的云室! # $ 年, 威耳逊为云室增设了拍摄带电粒子径迹的照相 设备, 直到 #$% 年, 云室作为研究射线径迹的重要 仪器才初步定型! 图%是威耳逊设计制作的云室实 物照片 [&

] , 图&

是它的原理图 [&

] ! 威耳逊曾用它拍 摄过很多粒子径迹的照片! 图%'

威尔逊设计制作的云室的实物照片 图&

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威耳逊云室的原理图 这个云室叫做活塞膨胀式云室, 它的工作原理 如下: 将洁净的潮湿气体注入观测室 ( 内, 用直流 电源 ) 在云室的顶部和底部之间产生一个电场, 清除(内气体中可能残留的带电粒子, 将玻璃容器 * 抽成真空, 按照要求通过连杆开启阀门 +, 活塞 , 就 会突然下降, 使(内气体突然膨胀产生必需的过饱 和气, 然后使致电离粒子通过过饱和气体, 照亮在离 子轨迹上凝聚的云雾, 用相机从云室上方向下进行 拍照, 即可得到粒子使过饱和气体凝聚的照片! 威耳逊利用他发明的云室拍得 ! 粒子引起云 室内气体凝聚的第一批照片后, 立即将其中一张送 给-! (! 布拉格, 布拉格一看照片就认为, 照片所显 示的现象与他想象的 ! 粒子的径迹完全一致! 接着 威耳逊又拍摄了 粒子引起云室气体凝聚的照片, 这些照片也与布拉格的结论相一致! 因此, 人们认为 带电粒子作为凝结核在云室中引起过饱和气体凝聚 的现象反映的是这种粒子的径迹! 原来被认为是来 去无踪的粒子运动的径迹就是这样直观地展现在人 们眼前! $. 世纪初, 人们根据已有实验结果猜测的各种 天然放射性相继被证实, 由于这些射线不能通过现 有的实验仪器被肉眼直接看到, 只能被验电器检测! 威耳逊云室通过间接的方式使射线的径迹直观地展 现在人们眼前, 云室的发明对于促进天然放射性的 探测和研究起到了积极的作用, 极大地加快了粒子 物理和核物理的建立和发展! 由于云室所具有的这种重要功能, 许多科学家 都仿制和使用它, 其中比较著名的有: )! /! 0! 布莱 克特 (+1234556) 对!粒子与原子核碰撞和由此产生 的原子衰变的研究;

/! 居里 (/7

6 *8976) 和:! 梅特 涅(: ! /675;

69) 对单个 ! 粒子射程的研究;