Облачна камера 1971 Кудрявцев П
облачна камера
Атомно устройство от голямо значение беше йонизационната камера, проектирана от английския физикгл. Т. Р. Уилсън. Това прочуто изобретение донася на Уилсън Нобелова награда през 1937 г., а създадената от него облачна камера увековечава завинаги името на своя създател. Камерата произхожда от наблюдение, направено през 1897 г., че йоните са центрове на кондензация на водни пари. Въз основа на това наблюдение,G. А. Уилсънпредложи метод за определяне на заряда на електрона, от който, както видяхме, се развиха методите на Миликан. СтатияЧарлз Томас Рийс Уилсън, описваща това наблюдение, се нарича „Кондензация на водна пара в присъствието на обезпрашен въздух и други газове“. В историята на лабораторията Кавендиш, публикувана през 1910 г.,D. Д. Томсън, който по това време беше ръководител на лабораторията, пише за откритието на Уилсън: "Сега трябва да разгледаме забележителна поредица от изследвания на C. T. R. Wilson върху условията за кондензация на вода в безпрахови газове, наситени с водна пара. Тези изследвания не само значително повишиха познанията ни за изследвания проблем, но също така откриха нов и удивителен метод за изследване на свойствата на йонизиращия газ."
Томсън беше прав, когато нарече новия метод „изумителен“, но едва ли той в момента на писане на тези редове си е представял цялата сила на този метод. В трудовете от 1897 г. Уилсън показва, че центровете на кондензация в безпрашен въздух са йони, произведени от рентгенови лъчи или лъчи на Бекерел. В този случай за образуването на капки върху отрицателни йони е необходимо внезапно разширение до 1,252 от първоначалния обем, за образуването на капки върху положителни йони е необходимо разширение до 1,375 от първоначалния обем. Презгодина или две след като Томсън написва цитираните по-горе редове, Уилсън прави доклад (1911), в който описва „метод за откриване на пътищата на йонизиращи частици във влажни газове, базиран на кондензацията на пара върху йони, веднага след образуването на тези йони.“
Първите резултати не задоволяват Уилсън и през 1912 г. той най-накрая открива дизайна на инструмента, който по-късно става известен като камерата на Уилсън.
Ето първите снимки на Уилсън с неговите обяснения.
„Тези чертежи са снимки на облаци, кондензирани върху йони, които се освобождават, когато лъчи от различни видове преминават през влажен газ. По-долу 1 означава плътността на въздуха преди разширяване (спрямо въздух, наситен с водна пара при 15 °C и760 mm Hg), 2 е плътността след разширяване, v2 /v1 е стойността на разширение, V е потенциалната разлика между капака и дъното на йонизационната камера във волтове, M е увеличението на фотографския апарат. Във всички случаи капакът на камерата беше положителен, така че отрицателните йони се движеха нагоре, докато положителните се движеха надолу.
Оста на фотоапарата е вертикална; хоризонтален слой с дълбочина2 cmсе осветява с живачна искра.
Ориз. 1 (Таблица I). α-лъчи на радий. Някои от α-частиците са преминали през въздуха преди разширяването, други – след него.
1=0,98, v2/v1=1,36, 2=0,72, V=40 v, M=1/2,18.
Ориз. 2 (Таблица I). α-лъчи на радий. Всички α-частици са преминали през въздуха след разширяване.
1 = 0,97, v2 /v1 = 1,33, 2 = 0,73, V = 40 V, M = 1,05.
Ориз. 3 (Таблица I).α-лъчи на радий. Увеличаване на част от фиг. 2.
1 = 0,97, v2 /v1 = 1,33, 2 = 0,73, V = 40 V, M = 2,57.
Ориз. 4 (Таблица I). α-лъчи на еманация на радий и активна утайка.
1=1.00, v2/v1=1.36, 2=0.74, V=40v, M=1/124.
Ориз. 5 (Таблица I). Пълен път на α-частица, изхвърлена от еманация на радий.
1 = 0,97, v2 /v1 = 1,36, 2 = 0,71, V = 40 V, M = 1,16.
Йонизация чрез α- и β-лъчи. Източникът на лъчите е на фигурите вдясно. Оста на фотоапарата е хоризонтална (настройка на фиг. 4 в текста).
Ориз. 1 (Таблица II). α- и β-лъчи на радий.
1 = 0,98, v2 /v1 = 1,33, 2 = 0,74, V = 30 V, M = 6,0.
Ориз. 2 (Таблица II). β-лъчи, причинени от γ-лъчи.
1=1.00, v2/v1=1.34, 2=0.75, V=40 V, M=6.0.
Ориз. 3 (Таблица II). β-лъчи на радий.
1=0,99, v2/v1=1,31, 2=0,76, V=40 инча, M=2,45.
Ориз. 4 (Таблица II). β лъчи. Увеличаване на част от фиг. 3.
1=0,99, v2/v1=1,31, 2=0,76, V=40 v, M=6,0.