英語翻譯：

【化】 Wilson cloud chamber

相關詞條：

1.chamber  

分詞翻譯：

威的英語翻譯：

by force; might; power

爾的英語翻譯：

like so; you

遜的英語翻譯：

abdicate; inferior; modest
【醫】 hyp-; hypo-

雲室的英語翻譯：

【化】 cloud chamber

專業解析

威爾遜雲室（Wilson Cloud Chamber）是核物理與粒子物理學領域的重要實驗裝置，其核心功能是通過可視化手段觀測帶電粒子的運動軌迹。該裝置由英國物理學家查爾斯·威爾遜（C.T.R. Wilson）于1912年發明，因此得名。

從結構上看，威爾遜雲室是一個密閉容器，内部充滿過飽和水蒸氣或酒精蒸氣。當帶電粒子穿過雲室時，會與氣體分子碰撞并使其電離，形成離子。這些離子作為凝結核，促使周圍蒸氣凝結成微小液滴，從而在雲室内形成可見的粒子徑迹。該現象首次為科學家提供了直接觀察微觀粒子行為的實驗證據。

威爾遜雲室在科學史上的裡程碑應用包括：

1. 證實宇宙射線存在，并發現正電子（1932年卡爾·安德森通過雲室實驗發現）；
2. 觀測α粒子、β粒子等放射性衰變産物的運動特性；
3. 推動粒子加速器技術發展前期的基本粒子研究。

根據劍橋大學物理系公開檔案記載，威爾遜因該發明獲得1927年諾貝爾物理學獎，其原理至今仍被應用于現代粒子探測器設計。美國物理學會的史料文獻指出，雲室技術為20世紀30-40年代核物理研究的突破提供了關鍵實驗支撐。

網絡擴展解釋

威爾遜雲室是一種用于探測帶電粒子運動軌迹的早期科學裝置，以下是其詳細解析：

定義與發明背景

威爾遜雲室（Wilson Cloud Chamber）由英國物理學家查爾斯·湯姆森·裡斯·威爾遜于1904年發明。它是首個通過可視化方法研究微觀粒子（如α粒子、β粒子）徑迹的儀器，标志着粒子物理學實驗的開端。

工作原理

1. 過飽和蒸汽凝結：雲室内填充酒精或水的飽和蒸汽。當活塞迅速下移時，氣體絕熱膨脹，溫度驟降，蒸汽進入過飽和狀态。
2. 電離觸發凝結：帶電粒子穿過雲室時，會使路徑上的氣體分子電離，産生的離子成為蒸汽凝結核心，形成一串可見的霧滴軌迹。
3. 軌迹觀測：通過頂部玻璃窗，可用光照射并觀察或拍攝這些白色徑迹。軌迹的長度、密度及磁場中的彎曲程度可用于分析粒子屬性（如電荷、質量）。

結構與操作

• 容器設計：通常為圓柱形或箱體，側面設雲母窗供光線和粒子射入，頂部為透明觀察窗，底部有可移動活塞。
• 實驗步驟：先注入飽和蒸汽，快速下拉活塞使氣體膨脹降溫，觸發過飽和狀态。粒子進入後形成徑迹，數秒内可記錄。

應用與局限

• 曆史貢獻：曾用于發現宇宙射線、驗證粒子物理理論，如正電子的存在。
• 局限性：靈敏時間短（僅幾秒），操作繁瑣，效率低，逐漸被氣泡室、乳膠探測器取代。

科學意義

作為最早的帶電粒子探測器，威爾遜雲室為20世紀初的核物理研究提供了關鍵實驗手段，推動了微觀世界的探索。盡管技術已過時，其原理仍被應用于教學和科普演示。

分類

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