簡介
雲室cloud chamber
早期的核輻射探測器,也是最早的帶電粒子徑跡探測器。1896年由C.T.R.威爾遜發明,又稱威爾C.T.R.威爾遜改進過的雲室(1912)遜雲室。利用純淨的蒸氣絕熱膨脹,溫度降低達到過飽和狀態,這時帶電粒子射入,在經過的路徑產生離子,過飽和氣以離子為核心凝結成小液滴,從而顯示出粒子的徑跡,可通過照相拍攝下來。
雲室中的氣體大多是空氣或氬氣,蒸氣大多是乙醇或甲醇。根據徑跡上小液滴的密度或徑跡的長度可測定粒子的速度;將雲室和磁場聯用,根據徑跡的曲率和彎曲方向可測量粒子的動量和電性,從而可確定粒子的性質。在歷史上,雲室對粒子物理起過重大作用,曾用它發現了e+、μ-、Κ+0和Λ、Ξ-等粒子。
原理
顯示能導致電離的粒子徑跡的裝置.是最早的帶電粒子探測器,是C.T.R.威爾遜1896年提出的,故稱威爾遜雲室.它的原理是:射出雲室的高能粒子引起的離子在過飽和蒸汽中可成為蒸汽的凝結中心,圍繞著離子將生成微小的液滴,於是粒子經過的路徑上就出現一條白色的霧,在適當的照明下就能看到或拍攝到粒子運動的徑跡,根據徑跡的長短、濃淡以及在磁場中彎曲的情況,就可分辯粒子的種類和性質.雲室的下底是可上下移動的活塞,上蓋是透明的,一小塊放射性物質(放射源)放在室內側壁附近.實驗時,在室內加適量酒精,使室內充滿酒精的飽和蒸汽.然後使活塞迅速下移,室內氣體由於迅速膨脹而降低溫度,於是飽和蒸汽沿粒子經過的路徑凝結,顯示出粒子運動的徑跡.由於雲室靈敏時間短,工作效率低等原因,在核物理實驗中已很少套用.但在高能物理,特別是在宇宙射線研究中,膨脹雲室仍不失為一種有用的探測工具.