查爾斯·湯姆遜·里斯·威爾遜(Charles Thomson Rees Wilson，1869年2月14日—1959年11月15日)，生于英國蘇格蘭愛丁堡附近的格倫科西，父親在蘇格蘭因試驗(yàn)?zāi)裂蜣r(nóng)場而很有名．威爾遜1892年畢業(yè)于劍橋大學(xué)西得尼·薩賽克斯學(xué)院，后在劍橋大學(xué)一面做實(shí)驗(yàn)研究，一面當(dāng)醫(yī)學(xué)系的實(shí)驗(yàn)演示員．1895年，他設(shè)計(jì)了一套設(shè)備，使水蒸氣冷凝來形成云霧．1912年，威爾遜為云室增設(shè)了拍攝帶電粒子徑跡的照相設(shè)備，使它成為研究射線的重要儀器．用這個云室拍攝了α粒子的圖象．1927年，威爾遜因發(fā)明云室而與康普頓同獲諾貝爾物理學(xué)獎。

人物簡介

查爾斯·湯姆遜·里斯·威爾遜，生于英國蘇格蘭愛丁堡附近的格倫科西，父親在蘇格蘭因試驗(yàn)?zāi)裂蜣r(nóng)場而很有名．

生平事跡

1892年畢業(yè)于劍橋大學(xué)西得尼·薩賽克斯學(xué)院，后在劍橋大學(xué)一面做實(shí)驗(yàn)研究，一面當(dāng)醫(yī)學(xué)系的實(shí)驗(yàn)演示員．當(dāng)時(shí)盧瑟福等一些青年科學(xué)家都是劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的研究生，威爾遜經(jīng)常和他們一起參加茶余飯后的討論．

1894年，威爾遜在英國第一高峰蘇格蘭的本內(nèi)維斯峰的天文臺度過了幾個星期的時(shí)間．在那里，他看到了陽光返照云彩的奇景，使他想在實(shí)驗(yàn)室中再現(xiàn)它們，這就使他走上了發(fā)明云室（又稱云霧室）的道路．

1895年，他設(shè)計(jì)了一套設(shè)備，使水蒸氣冷凝來形成云霧．當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為，要使水蒸氣凝結(jié)，每顆霧珠必須有一個塵埃為核心．威爾遜仔細(xì)除去儀器中的塵埃后發(fā)現(xiàn)，無需塵埃，而用X射線照射云室時(shí)，云霧立即出現(xiàn)，這證明凝聚現(xiàn)象是以離子為中心出現(xiàn)的．?經(jīng)過四年研究，他總結(jié)出，當(dāng)無塵空氣的體積膨脹比為1.25時(shí)，負(fù)離子開始成為凝聚核心；當(dāng)膨脹比為1.28時(shí)，負(fù)離子全部成為凝聚核心．對于正離子來說，膨脹比為1.31時(shí)開始成為凝聚核心，膨脹比為1.35時(shí)全部成為凝聚核心．另一方面，他還指出，離子的電荷對水蒸氣分子產(chǎn)生作用力，有助于霧珠的擴(kuò)大．

1912年，威爾遜為云室增設(shè)了拍攝帶電粒子徑跡的照相設(shè)備，使它成為研究射線的重要儀器．用這個云室拍攝了α粒子的圖象．

1927年，威爾遜因發(fā)明云室而與康普頓同獲諾貝爾物理學(xué)獎．

威爾遜還研制了靈敏靜電計(jì)，用拴住的氣球升到不同高度測量大氣中的電場，發(fā)現(xiàn)在晴朗的天空中，總存在方向指向地面的電場，電位梯度為100V/m～200V/m，整個地球的負(fù)電荷總量約為5×105 C．威爾遜從他的云室研究中知道負(fù)電荷核心聚集的水滴較大，他認(rèn)為雨云一定是頂部帶正電，底部帶負(fù)電的，因此雨水落下來使地球帶負(fù)電．

1959年11月15日，威爾遜在蘇格蘭卡洛普斯去世，終年90歲．1956年，當(dāng)他87歲時(shí)，他作為英國皇家學(xué)會年紀(jì)最大會員，還向?qū)W會遞交了最后一篇論文《雨云電學(xué)原理》．

威爾遜(Charles Thomson Rees Wilson)是英國著名物理學(xué)家、威爾遜云霧室的發(fā)明者，1869年2月14日出生于蘇格蘭愛丁堡附近的格倫科西，其父是個農(nóng)莊主。當(dāng)威爾遜只有4歲時(shí)，父親就去世了。后來威爾遜隨同他的母親遷居曼徹斯特。年輕時(shí)，威爾遜在曼徹斯特受教育，學(xué)習(xí)過地質(zhì)學(xué)、植物學(xué)與動物學(xué)。他原想當(dāng)醫(yī)生，所以在歐文斯學(xué)院(現(xiàn)為曼徹斯特大學(xué))時(shí)還學(xué)習(xí)生物學(xué)。1888年，威爾遜轉(zhuǎn)學(xué)到劍橋大學(xué)(Sussex學(xué)院)，在這里，他對物理學(xué)與化學(xué)發(fā)生濃厚的興趣，1896年獲得物理學(xué)博士學(xué)位。

1900年，威爾遜博士擔(dān)任劍橋大學(xué)物理學(xué)講師和物理學(xué)演示法教學(xué)者；1913年在氣象臺擔(dān)任氣象物理觀測員；1916年起，研究閃電。1918年成為大氣電學(xué)的講師;1925年教委任為劍橋大學(xué)杰克遜(Jackson)講座自然哲學(xué)教授，一直到1934年。1895年以后，威爾遜的研究涉及到大氣電學(xué)問題，特別是下雨和下雪時(shí)的放射性現(xiàn)象，也涉及應(yīng)用金箔靜電計(jì)測量大氣電學(xué)問題。他想使基本粒子的徑跡處于可見狀態(tài)，乃至于可以拍成照片，于是作了一個杰出的實(shí)驗(yàn)，讓放射性物質(zhì)發(fā)射出來的粒子，穿過具有過飽和水蒸汽的空氣，從而使粒子的徑跡呈現(xiàn)為細(xì)小而又可見的云霧狀線條。據(jù)說1894年，威爾遜在海拔4000多米的尼維斯山頂旅游時(shí)，發(fā)現(xiàn)高山之巔很容易形成奇麗的迷茫霧景，便引起極大興趣。經(jīng)過艱苦的研究，他終于知道了這是氣壓較低，的緣故。1895年，這位眼光銳利、頭腦敏捷的氣象學(xué)家在卡文迪許實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)一種方法使潮濕空氣在緊閉的容器內(nèi)絕熱膨脹，從而使空氣冷卻，變成過飽和，讓水分凝結(jié)在塵粒上。他試圖通過這種方法從實(shí)驗(yàn)室中復(fù)制出山頂上某些云霧效應(yīng)所造成的那樣一幅美麗的自然圖景。繼而，他費(fèi)盡心思從理論上研究霧點(diǎn)的成因。當(dāng)他得知X射線的發(fā)現(xiàn)時(shí)，他便聯(lián)想空氣中離子的存在可能導(dǎo)致云霧的形成。他作了實(shí)驗(yàn)，并在云霧室中找出由輻射留下的凝結(jié)水滴的軌跡。經(jīng)過不懈努力，他終于發(fā)現(xiàn)霧點(diǎn)是由于水蒸汽附著在帶電粒子上而形成的。十一年之后，威爾遜所發(fā)明的云霧室裝置經(jīng)過不斷改選已經(jīng)達(dá)到完善的地步。實(shí)踐表明，云霧室在研究核物理中是不可缺少的工具，它還導(dǎo)致了后來汽泡室的發(fā)展。

威爾遜于1911年制造的第一個云霧室，現(xiàn)在看來是比較簡單的，然而卻是攻克現(xiàn)代科學(xué)堡壘的相當(dāng)有用的一件銳利武器，尤其是早期對基本粒子的研究更是不可缺少的。因?yàn)橛辛怂^察帶電基本粒子或離子的運(yùn)動徑跡才成為可能。也正因?yàn)橛辛怂糯蜷_了洞察微觀世界的窗戶。利用威爾遜云霧室取得的最重要的成就有：康普頓利用它演示康普頓反沖電子的存在，從而毫無疑問地證明康普頓效應(yīng)的正確隊(duì)，康普頓因此于1927年與威爾遜分享諾貝爾物理學(xué)獎金；安德遜利用威爾遜云霧室從宇宙射線中法現(xiàn)正電子的存在，證實(shí)了狄拉克的理論預(yù)言，由于這一功績，安德遜于1936年獲得諾貝爾物理學(xué)獎金的一半；布菜克等人利用威爾遜云霧室做了關(guān)于電子和正電子同時(shí)產(chǎn)生和消失過程的可見演示，后來布萊夫由于進(jìn)一步發(fā)展云霧室和由此而來的發(fā)現(xiàn)也于1948獲得諾貝爾物理學(xué)獎金；科克洛夫特等人所做的原子核衰變，也是依靠了威爾遜云霧室的幫助。以上所舉事實(shí)證明，如果沒有威爾遜云霧室，許多重要的原子核物理現(xiàn)象的揭露和研究都是不可能的。

在漫長的90年的生活中，威爾遜在其他方面也有很大貢獻(xiàn)。1956年，年已87高齡的威爾遜教授還發(fā)表了雷電的理論。他一生中，由于成績顯赫，獲得了各種榮譽(yù)與勛章；1900年被選為皇家學(xué)會成員；1911年獲得休斯獎?wù)拢?922年獲得皇家獎?wù)拢?920年獲得劍橋哲學(xué)學(xué)會的霍普金斯獎金；1921年獲得愛丁堡皇家學(xué)會的岡寧(Gunning)獎金；1925年獲得富蘭克林研究所的霍華德·波茨(Howard Potts)獎?wù)拢?927年于美國物理學(xué)家康普頓分享諾貝爾物理學(xué)獎金。1937年由英國女王指定為勛爵。他發(fā)明的威爾遜云霧室，已廣泛地應(yīng)用于放射線、X射線、宇宙射線和其他核現(xiàn)象的研究。

1959年11月15日威爾遜在英國去世，享年90歲。