威尔逊和他的云室

查尔斯·托马森·里斯·威尔逊于1869年2月14日出生在苏格兰爱丁堡附近的嘉能可。他的父亲在苏格兰因试验养羊场而闻名。威尔逊1892年毕业于剑桥大学西德尼·苏塞克斯学院，后来在剑桥大学做实验研究时，在医学系做实验演示者。当时，卢瑟福和其他年轻科学家是剑桥大学卡文迪许实验室的研究生。威尔逊经常和他们一起参加餐后讨论。1894年，威尔逊在苏格兰的本内维斯峰(英格兰最高峰)天文台呆了几个星期。在那里，他看到了阳光照射在云层上的美妙景象，这让他想在实验室里复制它们。这使他走上了发明云室的道路。

1895年，他设计了一套设备来凝结水蒸气形成云。当时，人们认为要凝结水蒸气，每个雾滴必须有一个尘埃核。威尔逊小心翼翼地清除了仪器上的灰尘，发现不需要灰尘。当X射线照射到云室时，云立即出现，这证明凝结现象是以离子为中心的。在进行了四年的研究后，他得出结论，当无尘空气的体积膨胀比为1.25时，负离子开始成为凝聚核心。当膨胀率为1.28时，所有的负离子都成为凝结核。对于正离子，当膨胀率为1.31时，它们开始成为凝聚核，当膨胀率为1.35时，它们都成为凝聚核。另一方面，他还指出，离子的电荷对水蒸气分子产生作用力，这有助于雾滴的膨胀。1912年，威尔逊在云室中增加了摄影设备，用来拍摄带电粒子的轨迹，使其成为研究辐射的重要工具。云室被用来拍摄阿尔法粒子。

1927年，威尔逊因发明云室与康普顿分享了诺贝尔物理学奖。

威尔逊还开发了一种灵敏的静电计，它利用系留气球上升到不同的高度来测量大气中的电场。人们发现，在晴朗的天空中，总有一个指向地面的电场，电位梯度为100伏/米至200伏/米，整个地球的总负电荷约为5×105摄氏度。威尔逊从他的云室研究中得知，聚集在负电荷核心的水滴很大。他认为雨云的顶部一定带正电荷，底部一定带负电荷，所以雨云降落时给地球带了负电荷。

1959年11月15日，威尔逊在苏格兰的卡罗佩斯去世，享年90岁。1956年，当他87岁的时候，他是英国皇家学会最年长的成员，也向该学会提交了他的最后一篇论文“雨云电原理”。