Komora Wilsona

Ten artykuł od 2024-07 wymaga zweryfikowania podanych informacji.

Należy podać wiarygodne źródła w formie przypisów bibliograficznych.
Część lub nawet wszystkie informacje w artykule mogą być nieprawdziwe. Jako pozbawione źródeł mogą zostać zakwestionowane i usunięte.
Sprawdź w źródłach: Encyklopedia PWN • Google Books • Google Scholar • Federacja Bibliotek Cyfrowych • BazHum • BazTech • RCIN • Internet Archive (texts / inlibrary)
Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tego artykułu.
Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.

Komora Wilsona (inaczej komora kondensacyjna, komora mgłowa) – urządzenie służące do detekcji promieniowania jonizującego poprzez obserwację śladów tworzonych przez cząstki promieniowania jonizującego.

Urządzenie zostało zaprojektowane przez szkockiego fizyka Charlesa Wilsona na początku XX w, za którego odkrycie dostał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki^[1]. Zarejestrowane fotografie śladów cząstek elementarnych w komorze Wilsona były tak przekonującym dowodem ich istnienia, że usunęły wszelkie wątpliwości co do konkluzji Becquerela, Skłodowskiej-Curie i innych. W roku 1932 Carl David Anderson za pomocą komory Wilsona wykazał istnienie pozytonu, za co sam dostał Nagrodę Nobla^[2].

W drugiej połowie XX wieku komory Wilsona zostały zastąpione przez komory pęcherzykowe.

Istnieją dwie odmiany komory Wilsona – komora rozprężeniowa i dyfuzyjna różniące się sposobem uzyskania pary przesyconej.

Komora rozprężeniowa składa się z cylindra wypełnionego parą wodną, zbudowanego w taki sposób, aby była możliwa szybka zmiana pojemności tej komory. Nagłe powiększenie jej objętości powoduje rozprężanie adiabatyczne gazu, które wywołuje spadek temperatury i przesycenie pary.

Komora dyfuzyjna to nowocześniejsza odmiana komory Wilsona. Prosta komora chmurowa składa się z zamkniętego środowiska, ciepłej płyty górnej i zimnej płyty dolnej. Wymaga źródła ciekłego alkoholu po ciepłej stronie komory, gdzie ciecz odparowuje, tworząc parę, która ochładza się podczas opadania przez gaz i skrapla się na zimnej płycie dolnej. W pewnym obszarze komory pary alkoholu stają się przesycone, co umożliwia ich skraplanie się na torach cząstek jonizujących.

Działanie komory mgłowej oparte jest na właściwości skraplania się cząsteczek pary nasyconej i pary przesyconej^[3]. W idealnie czystym gazie para nie ulega skropleniu pomimo uzyskania stanu nasycenia, a nawet uzyskania temperatury niższej od temperatury nasycenia. Kondensacja następuje tylko na centrach kondensacji, którymi są cząsteczki pyłów lub jony. W komorze Wilsona nie ma pyłów, dlatego skraplanie następuje tylko na jonach powstałych w wyniku jonizacji pary wzdłuż toru przelotu cząstki jonizującej. Powstałe w ten sposób krople cieczy tworzą charakterystyczne ślady i mogą być obserwowane lub fotografowane.

Umieszczenie komory w jednorodnym polu magnetycznym pozwala na łatwe rozróżnienie torów różnie naładowanych cząstek oraz umożliwia obliczenie ich pędów (a zatem również prędkości).

• Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Warszawa: Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6.

• Schematyczne rysunki komory Wilsona. njsas.org. [zarchiwizowane z tego adresu (2008-06-30)]. (opis po angielsku)
• Scientific American "How to Build the World’s Simplest Particle Detector"
• Cloud Chamber. Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations 2014-03-06. [dostęp 2025-03-24].