Камера Вільсона 1971 Кудрявцев П
Камера Вільсона
Атомним приладом величезної важливості стала іонізаційна камера, сконструйована англійським фізикомЧ. Т. Р. Вільсоном. Цей знаменитий винахід приніс Вільсону Нобелівську премію 1937, а створена ним камера Вільсона назавжди увічнила ім'я свого творця. Камера виникла зі спостереження, зробленого 1897 р., у тому, що іони є центрами конденсації водяної пари. Ґрунтуючись на цьому спостереженні,Г. А. Вільсон запропонував метод визначення заряду електрона, з якого, як ми бачили, розвинулися методи Міллікена. СтаттяЧарлза Томаса Ріса Вільсона, що описує це спостереження, називалася "Конденсація водяної пари в присутності знепиленого повітря та інших газів". У історії лабораторії Кавендиша, що вийшла 1910 р.,Д. Д. Томсон, який був у цей час керівником лабораторії, писав про відкриття Вільсона: "Ми повинні тепер розглянути чудову серію досліджень Ч. Т. Р. Вільсона про умови конденсації води в знепилених газах, насичених водяною парою. Ці дослідження не тільки значно збільшили наші знання з досліджуваної проблеми, але й відкрили новий та разючий метод дослідження властивостей іонізаційного газу”.
Томсон мав рацію, назвавши новий метод "вражаючим", проте навряд чи він у той час, коли писав ці рядки, уявляв собі всю могутність цього методу. У роботах 1897 р. Вільсон показав, що центрами конденсації в знеспиленому повітрі є іони, вироблені рентгенівськими або беккерелевими променями. При цьому для утворення крапель на негативних іонах потрібно раптове розширення до 1,252 початкового обсягу, для утворення крапель на позитивних іонах потрібно розширення до 1,375 початкового обсягу. Черезрік-два після того, як Томсон написав вище процитовані рядки, Вільсон зробив повідомлення (1911), в якому описав "метод виявлення шляхів іонізуючих частинок у вологих газах, заснований на конденсації пари на іонах, безпосередньо після утворення цих іонів".
Перші результати не задовольнили Вільсона і в 1912 р. він остаточно знайшов конструкцію приладу, який пізніше отримав назву камери Вільсона.
Наведемо перші вільсонівські фотографії із його поясненнями.
"Ці малюнки являють собою знімки з фотографій хмаринок, що конденсувалися на іонах, які звільняються при проходженні променів різного роду крізь вологий газ. У наступному 1 позначає щільність повітря перед розширенням (по відношенню до насиченого водяною парою повітря при 15° С імм рт.ст.), 2 - щільність після розширення, v2 /v1 - величину розширення, V - різницю потенціалів між кришкою і дном іонізаційної камери у вольтах, М - збільшення фотографічного апарату. так що негативні іони рухалися вгору, а позитивні - вниз.
Вісь фотографічної камери вертикальна; горизонтальний шар глибиною2 смвисвітлюється ртутною іскрою.
Мал. 1 (табл. I). α-промені радію. Одні з α-часток пройшли крізь повітря до розширення, інші – після нього.
1 = 0,98, v2 / v1 = 1,36, 2 = 0,72, V = 40 в, М = 1 / 2,18.
Мал. 2 (табл. I). α-промені радію. Усі α-частки пройшли крізь повітря після розширення.
1 = 0,97, v2 / v1 = 1,33, 2 = 0,73, V = 40 в, М = 1,05.
Мал. 3 (табл. I).α-промені радію. Збільшення частини рис. 2.
1 = 0,97, v2 / v1 = 1,33, 2 = 0,73, V = 40 в, М = 2,57.
Мал. 4 (табл. I). α-промені радієвої еманації та активного осаду.
1=1,00, v2/v1=1,36, 2=0,74, V=40 в, М=1/124.
Мал. 5 (табл. I). Повний шлях α-частки, викинутої радієвою еманацією.
1 = 0,97, v2 / v1 = 1,36, 2 = 0,71, V = 40 в, М = 1,16.
Іонізація α- та β-променями. Джерело променів – на малюнках праворуч. Вісь фотографічної камери – горизонтальна (установка рис. 4 у тексті).
Мал. 1 (табл. II). α- та β-промені радію.
1 = 0,98, v2 / v1 = 1,33, 2 = 0,74, V = 30 в, М = 6,0.
Мал. 2 (табл. II). β-промені, викликані γ-променями.
1 = 1,00, v2 / v1 = 1,34, 2 = 0,75, V = 40 в, М = 6,0.
Мал. 3 (табл. II). β-промені радію.
1 = 0,99, v2 / v1 = 1,31, 2 = 0,76, V = 40 в, М = 2,45.
Мал. 4 (табл. II). β-промені. Збільшення частини рис. 3.
1 = 0,99, v2 / v1 = 1,31, 2 = 0,76, V = 40 в, М = 6,0.