云室是什么?请问
1896年由C.T.R.威尔逊发明,又称威尔C.T.R.威尔逊改进过的云室(1912)逊云室。利用纯净的蒸气绝热膨胀,温度降低达到过饱和状态,这时带电粒子射入,在经过的路径产生离子,过饱和气以离子为核心凝结成小液滴,从而显示出粒子的径迹,可通过照相拍摄下来。云室中的气体大多是空气或氩气,蒸气大多是乙醇或甲醇。根据径迹上小液滴的密度或径迹的长度可测定粒子的速度;将云室和磁场联用,根据径迹的曲率和弯曲方向可测量粒子的动量和电性,从而可确定粒子的性质。在历史上,云室对粒子物理起过重大作用,曾用它发现了e 、μ-、Κ 0和Λ、Ξ-等粒子。 显示能导致电离的粒子径迹的装置.是最早的带电粒子探测器[1],是C.T.R.威尔逊1896年提出的,故称威尔逊云室.它的原理是:射出云室的高能粒子引起的离子在过饱和蒸汽中可成为蒸汽的凝结中心,围绕着离子将生成微小的液滴,于是粒子经过的路径上就出现一条白色的雾,在适当的照明下就能看到或拍摄到粒子运动的径迹,根据径迹的长短、浓淡以及在磁场中弯曲的情况,就可分辩粒子的种类和性质.云室的下底是可上下移动的活塞,上盖是透明的,一小块放射性物质(放射源)放在室内侧壁附近.实验时,在室内加适量酒精,使室内充满酒精的饱和蒸汽.然后使活塞迅速下移,室内气体由于迅速膨胀而降低温度,于是饱和蒸汽沿粒子经过的路径凝结,显示出粒子运动的径迹. 由于云室灵敏时间短,工作效率低等原因,在核物理实验中已很少应用.但在高能物理,特别是在宇宙射线研究中,膨胀云室仍不失为一种有用的探测工具.现代云室的原理与结构 一个更加现代的设计是扩散云室,这个装置中云室的到顶部与底部维持着一个大的温度差,通常使用干冰来冷却云室底部,顶部的室温则意味着顶部毡制品中的酒精就会沿室壁向下翻滚并和室底附近的重冷空气混合在一起,随后悬浮在那里,云室中充满了空气和酒精蒸汽当温度低时的底部扩散时蒸汽变成了过饱和状态。底部的低温意味着一旦蒸汽下降,它就会被过度冷却,也就是在一个不可能产生蒸汽的温度下成蒸汽状态,所以蒸汽容易凝结成液态,一点宇宙射线就会让蒸汽电离,也就是说宇宙射线夺走了许多气体分子的电子,使原子带电,于是被电离的粒子互相吸引引发凝结过程,形成一个宇宙粒子的路径。
云室的原理
显示能导致电离的粒子径迹的装置.是最早的带电粒子探测器 ,是C.T.R.威尔逊1896年提出的,故称威尔逊云室.它的原理是:射出云室的高能粒子引起的离子在过饱和蒸汽中可成为蒸汽的凝结中心,围绕着离子将生成微小的液滴,于是粒子经过的路径上就出现一条白色的雾,在适当的照明下就能看到或拍摄到粒子运动的径迹,根据径迹的长短、浓淡以及在磁场中弯曲的情况,就可分辨粒子的种类和性质.云室的下底是可上下移动的活塞,上盖是透明的,一小块放射性物质(放射源)放在室内侧壁附近.实验时,在室内加适量酒精,使室内充满酒精的饱和蒸汽.然后使活塞迅速下移,室内气体由于迅速膨胀而降低温度,于是饱和蒸汽沿粒子经过的路径凝结,显示出粒子运动的径迹.由于云室灵敏时间短,工作效率低等原因,在核物理实验中已很少应用.但在高能物理,特别是在宇宙射线研究中,膨胀云室仍不失为一种有用的探测工具.
云雾室的云雾室的由来
英国物理学家威尔逊(Charles Thomson Rees Wilson, 1869-1959)经过研究,他于1894年发明了一个叫“云雾室”(Cloud Chamber, Wilson Chamber)的装置,它里面充满了干净空气和酒精(或乙醚)的饱和汽。如果闯进去一个肉眼看不见的带电微粒,它就成了“云雾”凝结的核心,形成雾点,这些雾点便显示出微粒运动的“足迹”。因此,科学家可以通过“云雾室”,来观察肉眼看不见的基本粒子(电子质子等)的运动和变化情况。同时,还发现了不少新的基本粒子。威尔逊云雾室,为研究微观世界作出了卓越贡献。1927年,他因此荣获了诺贝尔物理学奖金。威尔逊(Charles Thomson Rees Wilson,1869-1959),1894年起研究云雾中的光学现象。1895年,他设计了一套设备,使水蒸气冷凝来形成云雾。当时普遍认为,要使水蒸气凝结,每颗雾珠必须有一个尘埃为核心。威尔逊发现:潮湿而无尘的空气膨胀时出现水滴。他认为这可能是水蒸气以大气中导电离子为核心而凝聚的结果。1895年,威尔逊在卡文迪什实验室时便开始了他对云的形成的研究。他让水蒸气在他设计好的玻璃容器中膨胀,发现达到饱和状态的水蒸气遇到游离的灰尘或者带电离子核,便会凝结成小水珠,这就是云雾形成的原因。据此,他经过反复实验,于1911年发明了著名的威尔逊云雾室。这种云雾室,利用蒸气绝热膨胀,温度降低,达到饱和状态,当带电粒子通过时,蒸气沿粒子轨道发生凝结,从而显示粒子径迹。利用其电离密度还可以测量粒子的能量和速度。1896年他用当时新发现的X射线照射云室中的气体,观察到X射线穿过之处空气被电离,带电离子会形成细微的水滴,显示出X射线的运动轨迹,威尔逊为云室增设了拍摄带电粒子径迹的照相设备,使它成为研究射线的重要仪器。1911年他首先用云室观察到并照相记录了α和β粒子的径迹。威尔逊云雾室是历史上最早建造的粒子径迹探测器,它对粒子物理学的发展起过重大作用,正电子、μ子、K0介子和Ξ超子等都是通过拍摄它们在云雾室中的径迹而发现的。
云雾室的云雾室使用要求
威尔逊云雾室是前一个时期研究放射现象的一种仪器,它由一个放射源和云室两个主要部分组成。放射源是由镭或钍放射性材料做成的,对放射源要求主要是安全问题。使用中要求使用者必须仔细认真,要注意防护,使用后要求及时将放射源放入铅盒中加以保存。该仪器既可提高实验效果,又大大增加了使用的安全性。“高温扩散云室”使用的放射源为镅241,其放射性活度在安全使用范围中。中国原子能机构规定:放射源的放射性活度小于1000内刻(镅241的放射性活度为8000贝刻至9000贝刻),使用者可以豁免,用户可安全使用。