威耳孙科学人生与云室技术突破.pdfVIP

威耳孙资料

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一、生平简介

威耳孙，D．T．R．(CharThomsonReesWilson,1869～1959)，英国学家。1869

年2月14日生于苏格兰的中洛锡安郡。2048年入大学的悉尼克斯学院，开始对

学和化学产生，1892年后留校，在卡文迪许实担任J．J．教授

的助手。1896年获得博士。1900年担任大学的学讲师等职务。1925年任

大学杰克孙讲座自然哲学教授。1934年退休，曾被选为英国学会会员，并被授予科普

利奖章。1959年11月15日在皮布尔斯郡逝世。

二、科学成就

1894年夏末，威耳孙在他为了研究云雾中的光学现象而建立的云室中发现：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而凝聚的结果。

1896年他用当时新发现的X射线照射云室中的气体，观察到处于过饱和状态的水蒸气的凝

聚大量增加。X射线通过云室中的气体，能产生大量离子；他观察到的现象证实了离子是水

蒸气凝聚的。因此，云室可以用来探测带电粒子，并可以用照相记录。他的绝大部分有

关“离子的凝聚作用”的工作是在1895～1900进行的。1911年他首先观察到并照相

记录了α和β粒子的径迹。到1928年，威耳孙已把云室得非常完善。接着，这一技术

在全世界里得到推广，取得很重要的成就。由于云室的工作，威耳孙获得1927年诺

贝尔学奖。

威耳孙从19世纪末开始长期从事大气电现象的研究，1956年还写了《电的理论》

的送交学会。

三、趣闻轶事

言者有意，闻者有心

在担任J．J．教授的助手期间，有一天，J．J．和威耳孙作业务交谈，J．J．汤

姆孙有意识地提起，为了研究原子现象，他十分需要一种特殊的仪器，用来显示出电子在空

间飞行的轨迹。虽然J．J．当时并没有作为一项科研任务交给威耳孙，但是他却很有

心，埋头钻研起这个问题来。他年轻的时候就有建造人造云的理想。他曾经说：“那是

1894年9月，有几周时间我是在奈斯山顶上的天文台度过的。……当光照耀在山顶四

周云上的时候，尤其是周围有彩环（日晕），或者彩环环绕着山顶，或者观察者站在云

雾之上，令人惊异的光学现象就出现了。这极激发了我的，使我渴望在中模

拟这些观象。”他想出了一个方法，让湿空气绝热膨胀以后突然冷却，就会产生云雾，

实现了人造云。接着，他用经过净化的没有尘埃的湿空气，使它膨胀以后冷却，同时让X

射线穿入，X射线穿过的地方空气被电离，带电离子就会象尘埃一样形成细微的水滴，显示

出X射线的轨迹。威耳孙还进一步发现如果体积膨胀不多，低于30%，那么只有带负

电的离子才能形成雾滴；如果体积膨胀很多，那么正、负带电离子都能形成雾滴。威耳孙在

1911年建造成第一台云雾室，后人为了纪念他，把这种云雾室称做威耳孙云室。J．J．汤姆

孙对它给予高度评价：“这一方法对于科学的进步具有无法估量的价值。”J．J．汤姆生和卢

瑟福用它拍下了α粒子和β粒子径迹的；1925年布拉凯特用它研究人工性；1932

年菲特用它研究中微子；1933年安德森(1905-）用它研究宇宙射线，发现了正电子，1937

年又用它发现了介子。