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1897년 영국의 물리학자인 C.T.R.윌슨이 고안해서 1911년 발표한 '윌슨의 안개상자'를 가리킨다. 대전입자의 궤적을 직접 관찰하기 위해 개발하였다. 원리는 대기 속의 수증기가 작은 티끌을 핵(核)으로 응결하여 안개나 구름이 되는 것과 같다. 내부가 보이는 편평한 원통형 상자 안에 압력을 낮춘 수증기 또는 수증기와 아르곤·알코올의 혼합기체를 채우고, 기계적으로 상자의 밑면을 갑자기 내려서 상자 안을 급격히 팽창시켜 수증기를 과포화상태로 만든다. 상자 안으로 대전입자가 들어가면 그 경로 부근의 기체분자가 이온화하고, 이런 이온을 핵으로 수증기가 응결하여 물방울이 된다. 따라서 대전입자가 통과한 궤적이 마치 비행기가 만드는 구름처럼 가는 선을 그리며 나타난다.

안개상자를 전자석의 양극 사이에 놓고 자기장의 작용으로 휘어진 입자의 궤적을 사진으로 찍으면, 그 휘는 방향과 단위길이당 이온의 개수에 의해 입자의 종류나 속도를 알 수 있다. 안개상자가 팽창한 순간에 대전입자가 튀어 들어왔을 때만 이러한 궤적이 나타나므로, 보통 계수관과 연결하여 입자가 통과했음을 알리는 신호를 받아 동작시킨다. 우주선(宇宙線) 관측, 핵반응연구 등에 획기적 성과를 가져왔다. 하지만 밀도가 작고 알갱이가 굵은 기체의 입자를 쓰기 때문에 수명이 짧고 불안정한 소립자의 궤적을 포착하거나 소립자반응을 정밀하게 살피는 데는 부적당하다. 따라서 소립자물리학의 발달과 더불어 차차 그 사용이 줄어들고 대신 원자핵건판이나 기포상자를 많이 쓰게 되었다.