登陆注册
14890300000062

第62章 液氦变为超流体

你听说过“超流体”吗?

以往人们只知道物质有固体、液体和气体三种物态,后来了解到在超高温下还存在一种等离子态。而当人们逐步进入超低温世界后,才首次发现原来还存在一种“超流体”。它的发现要归功于荷兰物理学家昂内斯。

1908年,昂内斯费尽千辛万苦,终于在零下269℃使氦气变成了透明而冒着气泡的液体。但他并不满足,还想制成固态氦,于是便设法进一步降低温度到零下270.9℃,结果却出乎他的预料之外,液氦似乎变成另外一种像水晶一样清澈的液体。

当昂内斯无意中将一只玻璃杯放在后一种液氦表面时,惊奇地发现液体居然能自动向上“爬”过杯口,进入玻璃杯内部,直到杯内外液面高度相平为止。如果此时将玻璃杯举起来,杯内的液体又会慢慢“爬”出杯口,流到外面。这是以前人们从未见过的怪现象。

937年,前苏联物理学家卡皮察对这一现象进行深入研究,发现这两种液氦的许多性质都不相同。前一种液氦与普通流体一样,是热的不良导体,而后一种液氦却一下子变成为所有已知物质中最好的热导体,导热率要比前一种液氦高100万倍,比铜高1万倍。由于它的导热率如此之高,其内部不可能出现温差,因而永远不会沸腾,液面始终平静如镜。

卡皮察把这种现象称作“超流动性”。原来,当液氦继续冷冻时会变成另一种物理状态,即“超流体”。普通液体的黏度随温度的下降而增高,而超流体几乎没有黏滞性(黏度仅为氢气的1/1000),因此比气体还容易流动,可以无任何阻碍地通过连气体都无法通过的直径仅为万分之一毫米的孔隙,还可以利用分子间的作用力“爬”过一定高度。目前所知,这种状态只发生在超低温下的极个别物质上。卡皮察因此而荣获1978年诺贝尔物理学奖(与彭齐亚斯和威尔逊分享)。

更多的科学家研究了这种超流动性现象,又有了许多新的发现。其中最有趣的是超流体喷泉现象,将玻璃管浸到超流体中,用光照射玻璃管的下部,玻璃管的顶端就会喷出喷泉,这是由于光的能量驱动超流体使然。

有关超流体的理论研究目前仍在进行之中。一些科学家认为,液氦的超流动性起因于“玻色-爱因斯坦凝聚”。因为氦原子是自旋为整数的玻色子,遵守玻色统计规律,即这些粒子同时处于零点振动能状态,称为凝聚;温度越低,凝聚到零点振动能状态的粒子数就越多;在绝对零度时,全部粒子都凝聚到零点振动能状态。由于超流体的原子具有最低的零点振动能,故有极大的平均自由程,可互相渗透,无黏滞性,因此能够几乎无阻碍地通过极微小的孔隙。

同类推荐
  • 怎样做好车工

    怎样做好车工

    本书以问答的形式介绍了车工的相关知识,内容包括:车床的类型、车床的性能、车床的各部分组成及用途、消除或减少振动、检验尾座移动对纵滑板移动的平行度等。
  • 探究式科普丛书-移动的战斗堡垒:坦克

    探究式科普丛书-移动的战斗堡垒:坦克

    本书就对坦克的命名、发明、发展、各国坦克发展现状以及未来的展望进行了系统的介绍。
  • 青少年身边的环保丛书:人类的生态困境

    青少年身边的环保丛书:人类的生态困境

    本书由谢芾主编,是一本自然科学类读物。环境问题的实质是社会、经济、环境之间的协调发展问题以及资源的合理开发利用问题。本书包括了人类生活、自然和生态等各种关系的方方面面,从而让青少年了解环境保护对我们的重要性,以环境保护为己任。在《人类的生态困境》里,既有令人感动的环保故事,又有深刻实用的环保知识,它会使我们每一个人都能成为一名守护地球家园的忠诚卫士。
  • 愤怒的地球

    愤怒的地球

    《愤怒的地球》一书将带领广大青少年一起跟着逼真的描述,真实的画面,去真心感受血淋淋的灾难。让我们怀着虔诚的心、带着刻骨铭心的伤痛一起追溯历史的记忆,回顾发生过的惨烈的往事,告诉人们灾难背后的感人故事。本书以精炼的篇幅、准确的文字,从真实的角度向广大青少年阐述了灾难的起源、发展以及危害过程。本书运用了简单易懂、生动详细的科普知识,同时还配有多幅灾难发生时的现场图片加以描述、记录,帮助广大青少年读者更好地认识、了解自然灾难带来的伤痛,并以期给世人留下警策。
  • 人类奇闻怪事总集

    人类奇闻怪事总集

    《人类奇闻怪事总集》通过世间民族的奇特、奇特的孩童、各色的奇人、人类奇闻怪事、谎诞的女性、奇特的男性、趣味运动竞技等七章,以大量故事的讲述,揭示人类奇闻怪事之谜。
热门推荐
  • 一生的成功励志书——奠定资本

    一生的成功励志书——奠定资本

    整套书系内容纵横,伴随整个人生成功发展历程,思想蕴含丰富,表达深入浅出,闪耀着智慧的光芒和精神的力量,具有成功心理暗示和潜在智慧力量开发的功能,具有很强的理念性、系统性和实用性,能够起到启迪思想、增强心智、鼓舞斗志、指导成功的作用。这套书系是当代成功励志著作的高度浓缩和精华荟萃,是成功的奥秘,智慧的源泉,生命的明灯,是当代青年树立现代观念、实现财智人生的精神奠基之作,也是各级图书馆珍藏的最佳精品。
  • 凶兽风暴

    凶兽风暴

    凶兽风暴展现一个多彩世界,强大的武者,绚丽的武技,未知的地带。
  • 我叫阳光

    我叫阳光

    一个失去记忆的少女,忘记自己是一个吸血鬼,内心依赖着一个美丽的男吸血鬼,却喜欢着另一个自称是自己曾经的爱人的吸血鬼,引起两个吸血鬼的争夺.引起人类和吸血鬼之间的战争.在经历过很多事后终于成熟,并阻止了吸血鬼和人类的最后一战.
  • 未来战士之黑暗风云(上)

    未来战士之黑暗风云(上)

    一位具有极高魔法造诣的少年初涉尘世,便爱上一位偶然相遇的美丽女孩,也因此陷入了是非的漩涡之中。各方人马斗智斗勇、各展奇谋,剑与魔法的撞击、爱情和仇恨的较量、理想与现实的交织,组成了一副波澜壮阔的奇异画卷。究竟谁是真正的未来战士?在患难与共中碰撞出的爱情火花能否燎原?真挚的友谊是否禁得起生与死的考验?一切,都等待着你来寻找答案……
  • 聚宝戒

    聚宝戒

    张扬回顾一生,他最大的失败就是在各个领域都太成功,最大的烦恼就是女人太多,最大的苦恼是钱多的数不完,最难过的是碰不到一个对手。QQ群:116155143
  • 脉术神途

    脉术神途

    上天给予我命运,而我不愿去遵从。如果拥有足够强大的力量才能改变命运,那么我愿付出一切,去得到属于我的力量。还有,谢谢你,谢谢你用你的一切,去换取我的无邪。我叫叶无邪,但我,终究不能无邪
  • 最强医道

    最强医道

    悠悠太岁,亘古沙河,不知埋葬了多少秘密,多少未知的岁月……天煞绝命又如何,我命由己不由天。在这个病魔肆掠,中医没落的世界。少年洛枫团自昆山而出,携天一九针绝世医术、法天相地旷古神功。从此恣意都市花丛间,美女学霸相伴其身。……神话已尽,仙道未绝,大道残缺,是谁斩灭时空,断毁星河。且看洛枫武道双修,肉身极致,以力破万法,拳打天骄,剑碎星河,打破亘古。沐浴时光之雨,揭开那一个个埋葬的真相,接续时空补苍天,升级打僵尸;舞动风云,扬我华夏神威……
  • 寒尽春晓

    寒尽春晓

    一个柔弱女子,逃婚逃到“以身相许”,那不是白忙活了吗?不就是生了一副好皮囊么?不用军统特务?A、B、C组织都瞧得上她吧?文物珍宝,偷梁换柱,看小女子如何在民国颠倒乾坤!舞惊四座只是小意思,她并非柔弱的女子,她是绝学“九叶飞针”的嫡系传人......
  • 小城特殊事件侦缉

    小城特殊事件侦缉

    川北小城利州,2000多年的建城史,处咽喉要道,山多水奇。古今往来发生多少奇异故事。有一些世代有所安排的家族,因为种种原因,留在了这里,隐世埋名,但世界总是充满了各种奇妙,因为世道世风日下,各种鬼怪再出人世,在这个小城,也因此变成诡异起来……谢斯良作为神秘家族后裔,担负起来的,不止是简单的杂货店帮手的责任……
  • 我们的青春,不要风

    我们的青春,不要风

    我是一名普通的高中生,可是当他回来,我的青春,就多了一点点酸甜苦辣……青春,是人一生中最美好的时光。在这段美好时光里,不该做点什么吗?我们的青春,不要大风大浪,不要繁华似锦,只要有你们,就够了!笙色星球新创文学‘浪漫樱花号’之《我们的青春,不要风》,让你感受纯洁的爱恋。