威爾遜和他的云室
來源：網(wǎng)絡資源 2009-09-01 20:55:14
查爾斯·湯姆遜·里斯·威爾遜(Charles Thomson Rees Wilson)1869年2月14日生于英國蘇格蘭愛丁堡附近的格倫科西，父親在蘇格蘭因試驗牧羊農(nóng)場而很有名．威爾遜1892年畢業(yè)于劍橋大學西得尼·薩賽克斯學院，后在劍橋大學一面做實驗研究，一面當醫(yī)學系的實驗演示員．當時盧瑟福等一些青年科學家都是劍橋大學卡文迪許實驗室的研究生，威爾遜經(jīng)常和他們一起參加茶余飯后的討論．1894年，威爾遜在英國第一高峰蘇格蘭的本內(nèi)維斯峰的天文臺度過了幾個星期的時間．在那里，他看到了陽光返照云彩的奇景，使他想在實驗室中再現(xiàn)它們，這就使他走上了發(fā)明云室的道路．
1895年，他設計了一套設備，使水蒸氣冷凝來形成云霧．當時人們認為，要使水蒸氣凝結(jié)，每顆霧珠必須有一個塵埃為核心．威爾遜仔細除去儀器中的塵埃后發(fā)現(xiàn)，無需塵埃，而用X射線照射云室時，云霧立即出現(xiàn)，這證明凝聚現(xiàn)象是以離子為中心出現(xiàn)的．?經(jīng)過四年研究，他總結(jié)出，當無塵空氣的體積膨脹比為1.25時，負離子開始成為凝聚核心；當膨脹比為1.28時，負離子全部成為凝聚核心．對于正離子來說，膨脹比為1.31時開始成為凝聚核心，膨脹比為1.35時全部成為凝聚核心．另一方面，他還指出，離子的電荷對水蒸氣分子產(chǎn)生作用力，有助于霧珠的擴大．1912年，威爾遜為云室增設了拍攝帶電粒子徑跡的照相設備，使它成為研究射線的重要儀器．用這個云室拍攝了α粒子的圖象．
1927年，威爾遜因發(fā)明云室而與康普頓同獲諾貝爾物理學獎．
威爾遜還研制了靈敏靜電計，用拴住的氣球升到不同高度測量大氣中的電場，發(fā)現(xiàn)在晴朗的天空中，總存在方向指向地面的電場，電位梯度為100Ｖ／m～200Ｖ／m，整個地球的負電荷總量約為5×105 Ｃ．威爾遜從他的云室研究中知道負電荷核心聚集的水滴較大，他認為雨云一定是頂部帶正電，底部帶負電的，因此雨水落下來使地球帶負電．
1959年11月15日，威爾遜在蘇格蘭卡洛普斯去世，終年90歲．1956年，當他87歲時，他作為英國皇家學會年紀最大會員，還向?qū)W會遞交了最后一篇論文《雨云電學原理》．
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