Туман делает частицу видимой

Вам приходилось наблюдать, как вечером после знойного летнего дня, луга в поймах рек покрывались белой пеленой стелющегося тумана. Наверное, вам доводилось также видеть, когда высоко в голубом безоблачном небе еле заметной сверкающей в лучах Солнца серебряной птицей проносился самолет, оставляя за собой долго сохраняющийся белый след. Это тоже туман. Но как он возник в чистом безоблачном небе?

Известно, что воздух всегда насыщен водяным паром, причем количество его увеличивается с повышением температуры. При охлаждении водяного пара он сгущается (конденсируется) в отдельные мелкие капельки. Но конденсация пара может происходить только на поверхности твердых тел — в воздухе на поверхности твердых частиц-пылинок, которые в нем находятся всегда в достаточном количестве. В совершенно чистом воздухе при охлаждении туман не возникает, а если и возникает, то только в том случае, когда воздух пересыщен водяным паром. При полете с большой скоростью самолет, рассекая воздух, создает разреженное пространство, в котором резко понижается температура воздуха и остается много твердых частиц от сгоревшего в двигателях топлива. На этих частицах моментально конденсируется водяной пар, образуя за самолетом белый шлейф тумана.

Если в закрытом сосуде мгновенно понизить температуру воздуха, насыщенного водяным паром и пропустить через него заряженную частицу (например, α-частицу), то водяной пар начнет конденсироваться на ионах, создаваемых этой частицей в результате ионизации воздуха. Образуется точно такая же белая полоса тумана, как и за летящим самолетом. Эту белую полосу тумана можно рассмотреть и сфотографировать. Физик Вильсон предложил использовать это явление для обнаружения невидимых заряженных частиц и построил прибор, получивший название камеры Вильсона. В этом приборе охлаждение воздуха достигается быстрым его расширением.