威耳孫D.T.R.(Charles Thomson Rees Wilson,1869~1959),英國(guó)物理學(xué)家。1869年2月14日生于蘇格蘭的中洛錫安郡。1959年11月15日在皮布爾斯郡逝世。
正文
1948年入劍橋大學(xué)的悉尼·蘇撒克斯學(xué)院,開始對(duì)物理學(xué)和化學(xué)產(chǎn)生興趣,1892年畢業(yè)后留校,在卡文迪許實(shí)實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任J.J.湯姆孫教授的助手。1896年獲得博士學(xué)位。1900年擔(dān)任劍橋大學(xué)的物理學(xué)講師等職務(wù)。1925年任劍橋大學(xué)杰克孫講座自然哲學(xué)教授。1934年退休,曾被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員,并被授予科普利獎(jiǎng)?wù)?/a>。1959年11月15日在皮布爾斯郡逝世。
科學(xué)成就
1894年夏末,查爾斯·湯姆森·里斯·威爾遜在他為了研究云霧中的光學(xué)現(xiàn)象而建立的云室中發(fā)現(xiàn):潮濕而無(wú)塵的空氣膨脹時(shí)出現(xiàn)水滴。他認(rèn)為這可能是水蒸氣以大氣中導(dǎo)電離子為核心而凝聚的結(jié)果。1896年他用當(dāng)時(shí)新發(fā)現(xiàn)的X射線照射云室中的氣體,觀察到處于過(guò)飽和狀態(tài)的水蒸氣的凝聚大量增加。X射線通過(guò)云室中的氣體,能產(chǎn)生大量離子;他觀察到的現(xiàn)象證實(shí)了離子是水蒸氣凝聚的核心。因此,云室可以用來(lái)探測(cè)帶電粒子,并可以用照相記錄。他的絕大部分有關(guān)“離子的凝聚核心作用”的工作是在1895~1900年間進(jìn)行的。1911年他首先觀察到并照相記錄了α和β粒子的徑跡。到1928年,查爾斯·湯姆森·里斯·威爾遜已把云室裝備得非常完善。接著,這一技術(shù)在全世界實(shí)驗(yàn)室里得到推廣,取得很重要的成就。由于云室的工作,威耳孫獲得1927年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
威耳孫從19世紀(jì)末開始長(zhǎng)期從事大氣電現(xiàn)象的研究,1956年還寫了《雷云電的理論》的論文送交皇家學(xué)會(huì)。
趣聞?shì)W事
言者有意,聞?wù)哂行?/p>
在擔(dān)任J.J.湯孫教授的助手期間,有一天,J.J.湯姆孫和威耳孫作業(yè)務(wù)交談,J.J.湯姆孫有意識(shí)地提起,為了研究原子現(xiàn)象,他十分需要一種特殊的儀器,用來(lái)顯示出電子在空間飛行的軌跡。雖然J.J.湯姆孫當(dāng)時(shí)并沒有作為一項(xiàng)科研任務(wù)交給威耳孫,但是他卻很有心,埋頭鉆研起這個(gè)問題來(lái)。他年輕的時(shí)候就有建造人造云的理想。他曾經(jīng)回憶說(shuō):“那是1894年9月,有幾周時(shí)間我是在奈斯山頂上的天文臺(tái)度過(guò)的。……當(dāng)太陽(yáng)光照耀在山頂四周云上的時(shí)候,尤其是太陽(yáng)周圍有彩環(huán)(日暈),或者彩環(huán)環(huán)繞著山頂,或者觀察者站在云霧之上,令人驚異的光學(xué)現(xiàn)象就出現(xiàn)了。這極大地激發(fā)了我的興趣,使我渴望在實(shí)驗(yàn)室中模擬這些觀象。”他終于想出了一個(gè)方法,讓濕空氣絕熱膨脹以后突然冷卻,就會(huì)產(chǎn)生云霧,實(shí)現(xiàn)了人造云。接著,他用經(jīng)過(guò)凈化的沒有塵埃的濕空氣,使它膨脹以后冷卻,同時(shí)讓X射線穿入,X射線穿過(guò)的地方空氣被電離,帶電離子就會(huì)象塵埃一樣形成細(xì)微的水滴,顯示出X射線的運(yùn)動(dòng)軌跡。查爾斯·湯姆森·里斯·威爾遜還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)如果體積膨脹不多,低于30%,那么只有帶負(fù)電的離子才能形成霧滴;如果體積膨脹很多,那么正、負(fù)帶電離子都能形成霧滴。威耳孫在1911年建造成第一臺(tái)云霧室,后人為了紀(jì)念他,把這種云霧室稱做威耳孫云室。J.J.湯姆孫對(duì)它給予高度評(píng)價(jià):“這一方法對(duì)于科學(xué)的進(jìn)步具有無(wú)法估量的價(jià)值。”J.J.湯姆生和歐內(nèi)斯特·盧瑟福用它拍下了α粒子和β粒子徑跡的照片;1925年布拉凱特用它研究人工放射性;1932年菲特用它研究中微子;1933年安德森(1905- )用它研究宇宙射線,發(fā)現(xiàn)了正電子,1937年又用它發(fā)現(xiàn)了介子。
參考資料 >