Реклама

Однако если в этот момент сквозь камеру пролетит какая-либо заряженная частица, то на своем пути она, как и обычно, будет непрерывно ионизировать молекулы воздуха, которые тут же станут центрами конденсации пара. Путь такой частицы (трек) мгновенно заполняется множеством капелек влаги и становится видимым как тонкая, но четкая линия. Особенно хорошо эти линии видны, если их сильно осветить сбоку, а стенки камеры и поршень покрыть черной матовой краской.

По окончании наблюдения или фотосъемки поршень необходимо вернуть в исходное положение, а внутри камеры создать электрическое поле, чтобы оттянуть образовавшиеся ионы газа к стенкам камеры. По истечении некоторого времени прибор готов для следующего наблюдения. Этот удивительно простой прибор позволяет не только видеть следы пролетающих частиц, но и определить некоторые их свойства. Например, по толщине следа можно установить, медленно или быстро летела частица, определить ее заряд. Чем медленнее она летит или чем больше ее заряд, тем больше молекул газа она успевает ионизировать на каждом сантиметре своего пути. Если сделать снимок следов, оставленных частицами, скорость которых заранее известна, и следов таких же частиц, но неизвестной скорости, то, измеряя ширину или плотность тех или других следов, можно довольно точно определить и скорость, а следовательно, и энергию исследуемых неизвестных частиц.

По длине следа, а точнее — по числу капелек в следе, если он начинается и кончается в пределах камеры, можно определить полное число пар ионов, образованных пролетевшей

исследуемой заряженной частицей. А зная энергию, которую необходимо затратить на образование одной пары ионов, можно вычислить и полную энергию, которую имела частица в момент ее появления в камере. Позднее камера Вильсона была значительно усовершенствована. В частности, поршень был заменен тонкой резиновой диафрагмой, благодаря чему камера может работать в любом положении.

Особенно ценный вклад в ее конструкцию внесли советские физики П Л. Капица и Д. В. Скобельцын, предложившие в 1927 году помещать камеру в сильное магнитное поле. Магнитное поле, взаимодействуя с заряженными частицами, заставляет их искривлять свой путь, благодаря чему можно, во-первых, точно определить, положительно или отрицательно они заряжены, во-вторых, еще одним способом определить энергию и скорость частиц, так как чем быстрее движется заряженная частица или чем больше ее масса, тем меньше искривляется ее путь в магнитном поле.