Nevelvat: verschil tussen versies

Een '''nevelvat''', ook wel '''nevelkamer''' genoemd, of '''Wilsonvat''', naar de uitvinder, [[Charles Thomson Rees Wilson]], is een wetenschappelijk instrument waarmee sporen van kleine deeltjes (bijvoorbeeld [[elektron]]en of [[alfastraling|alfadeeltjes]]) zichtbaar kunnen worden gemaakt. Het nevelvat is van groot belang geweest voor de ontwikkeling van de [[deeltjesfysica]]. Dankzij het nevelvat konden bijvoorbeeld bij de studie van het [[Compton-effect]] de door de [[röntgenstraling]] verstrooide elektronen zichtbaar worden gemaakt. Ook het [[positron]] werd voor het eerst waargenomen met behulp van een nevelvat. Het spoor van een positron is te zien op de foto rechts, misschien wel de meest beroemde foto die ooit gemaakt is met behulp van een nevelvat (zie [[Nevelvat#Het positron als voorbeeld|de uitleg]] hieronder voor meer informatie). In de loop van de [[20e eeuw|twintigste eeuw]] werd de wetenschappelijke functie van het nevelvat overgenomen door nauwkeuriger en veelzijdiger instrumenten als het [[bellenvat]], de [[vonkenkamer]] en tenslotte de [[dradenkamer]]. Het instrument is nog steeds populair bij hobbyisten en als demonstratie in het onderwijs, waarschijnlijk vooral vanwege de eenvoudige constructie.

 

De getoonde foto van het positron laat zien dat het gaat om een elektron-achtig deeltje dat echter, gezien de richting van de afbuiging van de baan, een positieve elektrische lading moet hebben. De richting van de baan is op de foto van boven naar beneden. Dit kunnen we ook zien aan de kromming van de baan; de kromming is boven minder dan beneden, wat aangeeft dat het deeltje van boven aankwam en vervolgens een deel van zijn snelheid verloor toen het door de barrière in het midden (de dikke zwarte streep) ging.

 

==Uitvinding en geschiedenis==

Charles Wilson vond het nevelvat al in 1900 uit (In 1927 won hij de [[Nobelprijs]] voor de [[Natuurkunde]] voor zijn vinding). Hij gebruikte het instrument in eerste instantie om de vorming en eigenschappen van [[wolk]]en te bestuderen, wat de Engelse naam ''cloud chamber'' verklaart. Al gauw merkte hij echter de spoortjes op die werden nagelaten door invallende [[kosmische straling]]. In Wilsons oorspronkelijke ontwerp werd oververzadigde [[water]]damp onderkoeld door [[adiabatisch]]e expansie. Dit ontwerp laat niet toe dat de onderkoelde toestand permanent gehandhaafd blijft, omdat de damp na de adiabatische expansie weer wordt opgewarmd door de omgeving. Men spreekt daarom ook wel van een ''gepulst'' nevelvat. Latere ontwerpen handhaven de onderkoeling voor langere tijd, zodat de kamer ook langer voor waarnemingen beschikbaar is. In het in 1936 door [[Alexander Langsdorf]] ontwikkelde ''diffusienevelvat'' wordt de bodem van het vat op een lage temperatuur gehouden (bijvoorbeeld met behulp van [[koolzuursneeuw]]), terwijl bovenin bij hogere temperatuur voortdurend een damp wordt toegevoerd die onderkoeld raakt wanneer hij naar onderen zakt door [[diffusie]] of door de [[zwaartekracht]]. In zulke nevelvaten wordt vaak [[ethanol|alcoholdamp]] gebruikt in plaats van waterdamp, omdat alcoholdamp zwaarder is dan [[lucht]] en omdat de [[faseovergang]] van alcohol bij een gunstiger temperatuur plaatsvindt.