云室（cloud chamber）是显示能导致电离的粒子径迹的装置，早期的核辐射探测器，也是最早的带电粒子探测器，由C.T.R.威尔逊(1869.2.14.—1959.11.15)于1896年提出的，故称威尔逊云室。
简介
云室是在一定空间里模拟的云雾条件下进行不同云物理实验研究的设备，容积有大有小。容积为立方米以上的大体积云室是固定的，可用于进行多种云物理实验研究；容积为几到几十升的小型混合云室主要用于外场自然冰核观测，也可进行播云催化剂成冰性能的检测。
云室中的气体大多是空气或氩气，蒸气大多是乙醇或甲醇。根据径迹上小液滴的密度或径迹的长度可测定粒子的速度；将云室和磁场联用，根据径迹的曲率和弯曲方向可测量粒子的动量和电性，从而可确定粒子的性质。在历史上，云室对粒子物理起过重大作用，曾用它发现了μ介子（μ+、μ-）、Κ0、Λ、Ε-等粒子。
发明
1895年秋，德国物理学家伦琴发现X射线的消息传到英国，1896年初，卡文迪什实验室主任J·J·汤姆孙就开始了空气受X射线照射后导电特性的研究，并提出气体电离理论。威尔逊因而有机会接触当时原始形式的X射线管。他用X射线照射云室，发现在膨胀比达到一定限度时形成了云雾。这个实验表明，X射线产生了大量的凝结核，它们和空气中产生的极少量的核同属一类。在此后的两年中，威尔逊用他发明的膨胀仪研究了X射线、新发现的铀射线、紫外线、尖端放电及其他方法在空气中产生的凝结核。实验结果表明，由纯粹电离作用产生的核使水蒸气凝聚所要求的最小过饱和值全都相同，由电离作用产生的凝结核在电场中的性质表明它们确实是带电离子。这就支持了J·J·汤姆孙的气体电离理论。这些研究报告于1898年秋送交了皇家学会。
直到1910年，威尔逊重新开始了膨胀云室的研究，他现在思考的问题是使已知电荷的离子通过凝聚而成为可见的、可数的和可照相的痕迹的方法。当时，α和β射线的微粒性概念已得到人们的确认，他想，当带电粒子穿过空气时由于和空气中的气体分子碰撞而使气体分子电离，从而在入射粒子的运动路径上生成大量的正负离子对，过饱和的水蒸气将以这些正负离子为核心凝成雾珠，而雾珠是可见的和可照相的。有了这种想法，威尔逊开始着手试验膨胀仪器的最合适的形状，寻找拍摄云雾颗粒的瞬时照相的有效方法。1911年春，试验尚未完成。有一天，他用已做好的粗糙仪器试验一下能否看见某些痕迹，实验用的是X射线，虽然没抱多少成功的希望，但结果却令他欣喜：云室中出现了云雾构成的细小线条，这些线条就是由于射线作用而产生的电子的径迹。后来，他把闪烁镜上装有镭的金属片放到云室里，第一次看到了沿α粒子径迹凝聚成的非常漂亮的云雾图像；当让适当的放射源靠近云室时，还看到了快速β粒子的长线状径迹。1911年夏，可拍照的膨胀云室终于设计完成了，他用α粒子的径迹照片，证实了W·H布拉格不久前关于X射线粒子性的分析。威尔逊指出，要得到一张好的云室径迹照片，需要满足两个条件：首先，膨胀不能搅动气体。为了保证这一点，可使用扁而宽的云室，它的底可以突然下降，可根据要求增加容积。其次，云室内不能有“尘埃”粒子，也不能有离子，待观察的电离离子除外。为此，需在云室的顶部和底部之间加一个电场。
带电粒子看不见，但带电粒子作为凝结核可以使蒸气在它周围凝成雾珠，雾珠是看得见的。可以利用这个性质来显示带电粒子的踪迹。
演化
威尔逊早期的云室采用活塞于橡皮膜在玻璃罩内产生低压来让装置内的酒精转化为过饱和蒸汽的状态。
到后期，出现了使用低温来让云室内酒精进入过饱和状态，所以就出现了干冰式威尔逊云室。
半导体制冷片问世之后，人们制造低温不再需要使用干冰或者压缩机这种不便携、消耗大的制冷方式了。
双层半导体制冷片出现后，人们只需用极低的成本就可以创造正反面高达70℃的温差，这无疑使得现代复刻威尔逊云室有了极大的便利，也使得威尔逊云室的制造成本和难度大大降低。
原理
威尔逊云室通过在玻璃罩内产生低压低温环境来模拟高层大气的环境，并通过甲醇、乙醇等易挥发物质产生云雾。
在洁净的空气、非放射性洁净的稀有气体中的蒸汽因缺少凝结核所以不会凝结成小水滴从而达到“过饱和”的状态，因此也不会产生云雾，但当空气中出现灰尘等污染物时，这些过饱和蒸汽因出现了凝结核所以就会在凝结核上依附沉降凝结成小水滴于是就形成了肉眼可见的云雾。
1896年初，卡文迪什实验室主任J·J·汤姆孙就开始了空气受X射线照射后导电特性的研究，并提出气体电离理论。伺候威尔逊使用X射线管照射其制作的“膨胀器”发现在膨胀比达到一定限度时形成了云雾。这个实验表明，X射线产生了大量的凝结核，它们和空气中产生的极少量的核同属一类。这也证实了J·J·汤姆孙气体电离理论。
这意味着高能带电粒子经过空气时会将空气中的气体分子电离产生凝结核导致其中的过饱和蒸汽凝结成云雾。
据此原理云室装置可以用来观察肉眼观察不到的高能粒子，因其结构简单、方便制作使得其成为了观察高能粒子良好的途径之一。
由于云室灵敏时间短，工作效率低等原因，在核物理实验中已很少应用。但在高能物理，特别是在宇宙射线研究中，膨胀云室仍不失为一种有用的探测工具。利用纯净的蒸气绝热膨胀，温度降低达到过饱和状态，这时带电粒子射入，在经过的路径产生离子，过饱和气以离子为核心凝结成小液滴，从而显示出粒子的径迹，可通过照相拍摄下来。
（此文章为竞赛内容帖，文章部分内容保密）
部分内容引自百度百科
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