Вильсон, конденсационная камера

Правильность планетарной модели атома была вскоре подтверждена дальнейшими опытами с а- и р-частицами, пути которых стало возможным видеть и фотографировать благодаря разработанной в 1911 г. Вильсоном конденсационной камере. Принцип ее действия основан на том, что при охлаждении насыщенного паром воздуха капельки тумана [c.69]

Правильность планетарной модели атома была вскоре подтверждена дальнейшими опытами с а- и р-частицами, пути которых стало возможным видеть и фотографировать благодаря разработанной в 1911 г. Вильсоном конденсационной камере. Принцип ее действия основан на том, что при охлаждении насыщенного паром воздуха капельки тумана образуются почти исключительно вокруг посторонних частичек, особенно электрически заряженных. Конденсационная камера (рис. III-8) имеет сверху и частично с боков стеклянные стенки, а снизу поршень, при быстром выдвижении которого содержащийся в ней влажный воздух несколько охлаждается за счет расширения. Если воздух был перед опытом тщательно освобожден от пыли, то образование тумана не наблюдается. Иначе обстоит дело при прохождении через камеру а- или р-частиц. И те и другие выбивают электроны из встречных молекул, создавая тем самым множество заряженных частиц. Вокруг последних тотчас образуются капельки тумана, ясно обозначающие весь пройденный а- или р-частицей путь. [c.71]

Из вышеизложенного следует, что если можно в момент фазового превращения аккумулировать выделяющуюся энергию, то сконденсировавшиеся частицы будут не только существовать, но и расти. Если аккумуляции энергии нет, то процесс роста прекращается. Условия конденсации пара, выраженные в форме неравенства (251), (252), справедливы не только при конденсации на поверхности цилиндрических труб, на плоской или на сферической поверхности, но во всех случаях, где есть конденсация водяного пара, в том числе в камере Вильсона и в диффузионно-конденсационной камере. [c.142]

Очевидно, что состояние пересыщения можно получить не только быстрым движением паро-газовой массы, насыщенной водяным паром, при адиабатическом расширении, как это происходит, скажем, в камере Вильсона, но и путем создания соответствующего градиента температур на противоположных сторонах камеры. Последнее возможно осуществить в так называемой диффузионно-конденсационной камере. Дно камеры охлаждается смесью твердой углекислоты со спиртом, жидким азотом или каким-либо другим хладагентом. Крышка камеры поддерживается при положительной температуре порядка 40—60° С. В верхней части камеры имеются специальные желобки для жидкости, которая испаряется в процессе работы камеры. Поэтому в такой камере происходит диффузия пара сверху вниз от области с более высокой температурой (крышка) к области с более низкой температурой (дно). При таких условиях вблизи дна камеры образуется область, достаточная для пересыщения. Меняя градиент температуры, меняем и область пересыщения. При соответствующем пересыщении можно получить конденсацию водяного пара в присутствии абсолютно чистого воздуха с образованием сплошного тумана. Этот вопрос освещен подробно во многих работах [38]. [c.147]

Из вышеизложенного следует, что если можно в момент фазового превращения аккумулировать выделяющуюся энергию, то сконденсировавшиеся частицы будут не только существовать, но и расти. Если аккумуляции энергии нет, то процесс роста прекращается. Следовательно, в любой паро-газовой среде возможен процесс образования ассоциированных групп молекул пара, лишь бы для этих частиц выполнялось неравенство (62). Условия конденсации пара, выраженные в форме неравенства (62), справедливы не только при конденсации на внутренней поверхности цилиндрических труб и на сферической поверхности, но во всех случаях, где есть конденсация водяного пара, в том числе в камере Вильсона и в диффузионно-конденсационной камере. Из вышеприведенного анализа следует, что отношение парциального давления пара в объеме конденсатора к парциальному давлению пара на движущейся поверхности 1 , входящее в неравенство (62), определяет процесс перехода водяного пара в другое агрегатное состояние. [c.151]

Процесс образования зародышей на ионах, который столь важен для камеры Вильсона, не играет, по-видимому, большой роли в конденсационных процессах в атмосфере, так как там имеются ядра, вызывающие конденсацию при сравнительно малом пересыщении. Теория конденсации на ядрах чрезвычайно сложна в силу того, что и свойства, и структура этих ядер сложны н разнообразны. [c.103]

Рассмотрим влияние заряда на процесс конденсационного образования новой фазы. Явления, происходящие в камере Вильсона, показывают, что радиоактивная частица, проходящая через пересыщенный пар, оставляет видимый след (трек), образованный жидкими капельками аэрозоля (тумана). Прохождение частицы с высокой энергией вызывает ионизацию, а следовательно появление электрических зарядов, облегчающее образование зародышей, которое в обычных условиях затруднено в связи с большой величиной давления пара над малыми каплями. [c.300]

В камере Вильсона была исследована гомогенная конденсация гелия в отсутствие ионов и других центров конденсации и найдена зависимость критического пересыщения от температуры . При изучении скорости образования кристаллов льда под действием гранул сухого льда установлено что эта скорость резко уменьшается при температуре выше —ТС. В камере Вильсона изучался также конденсационный рост капель воды, этилового и метилового спиртов , причем регистрация роста капель проводилась фотоэлектрическим измерением интенсивности рассеянного этими каплями света. Результаты экспериментальных исследований сравнивали с данными теоретических расчетов и определяли коэффициенты конденсации, которые для воды, этилового и метилового спиртов оказались равными соответственно 0,02, 0,01 и 0,004. [c.82]

В настоящее время точно установлено, что рост капель до видимых размеров на заряженных центрах конденсации происходит при меньшем пересыщении, чем на нейтральных частицах. В этом принципиальное отличие конденсации пара на ионах от конденсации на нейтральных частицах. Однако центром адсорбции и конденсации водяного пара может быть и нейтральная молекула, если ее дипольный момент отличен от нуля. Очевидно, что состояниеяересыщения. можно получить не только быстрым движением парогазовой массы, насыщенной водяным паром,, при адиабатическом расширении, как это происходит, скажем, в камере Вильсона, но и путем создания соответствующего градиента температур на противоположных сторонах камеры. Последнее возможно осуществить в так называемой диффузионно-конденсационной камере. Дно камеры охлаждается смесью твердой углекислоты со спиртом, жидким азотом или каким-либо другим хладагентом. Крышка камеры поддерживается при положительной температуре порядка 40—60° С. В верхней части камеры имеются специальные желобки для жидкости, которая испаряется в процессе работы камеры. В такой камере происходит диффузия пара сверху вниз от области с более высокой температурой (крышка) к области с более низкой температурой (дно). Вблизи дпа камеры образуется область, достаточная для пересыщения. Меняя градиент температуры, меняем и область пересыщения. При соответствующем пересыщении можно получить конденсацию водяного пара в присутствии абсолютно чистого воздуха с образованием сплошного тумана (71]. [c.140]

Англичанин Вильсон использовал конденсационную камеру так, что в ней пути ядер атомов и других заряженных частичек стали видимыми для человеческого глаза в виде следов конденсации. В тех случаях, когда происходили превращения ядер, в камере наблюдали не обычный путь частичек, а разветвленный. Сотрудник Резерфорда, Блэкетт, сделал фотографии следов ядер. Ему пришлось проявить 23 ООО снимков, чтобы найти 8, на которых была видна такая развилка . Это говорило о необычайно низкой вероятности столкновения или превращения. В обнаруженных восьми случаях шло превращение, наблюдавшееся Резерфордом, которое он ошибочно принял за разрушение . На самом деле процесс протекал в соответствии с уравнением [c.84]

Не описывая подробно эту и последующие работы (Зандер и Дамкёлер, 1943 г. Кларк и Родебуш, 1953 г.), отметим лишь, что они удовлетворительно подтверждают теорию. Разумеется, очень важно, чтобы в системе предварительно пе было никаких центров конденсации, на которых, как мы увидим далее, капли образовывались бы гораздо легче. Такая очистка легко осуществляется в камере Вильсона путем многократной конденсации при этом все конденсационные ядра, имеющиеся в газовой фазе, постепенно осаждаются, а критическое пересыщение, при котором начинается образование новой фазы, возрастает. Когда последнее достигает своего максимального значения, которое уже не меняется при повторной конденсации, можно считать, что очистка системы достигнута и налицо процесс фазообразования без участия конденсационных ядер. [c.98]

Ранее упоминалось о результатах исследования проведенного в камере Вильсона (стр. 81). Здесь после адиабатического расширения (рис. 2.8, прямая АВ) паро-газовую смесь выдерживали определенное время при условии 5 > 5кр и S onst прямая ВС) для того, чтобы в единице объема газа накопилось заданное число капель. Затем газовую смесь несколько сжимали (прямая D), чтобы пересыщение снизилось до S < 5,ф и прекратилось образование зародышей. После этого газовую смесь выдерживали в течение времени, достаточного для конденсационного роста капель (прямая DE), а затем определяли численную концентрацию капель. [c.82]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология