Детская энциклопедия

Меню сайта











Сверхтекучесть

Гелий обладает удивительным свойством: из всех существующих в мире веществ он сжи­жается при самой низкой температуре: 4,2°К {-269°Ц). Но у гелия есть и другие удивитель­ные свойства. При дальнейшем охлаждении он остается жидким. Все остальные вещества при охлаждении в конце концов затвердевают.

В 1937 г. в Московском институте физиче­ских проблем советский ученый П. Л. Капица обнаружил, что при температуре ниже 2,2°К жидкий гелий обладает новым свойством: он приобретает способность протекать без какого-либо трения. Это свойство было названо сверх­текучестью, а гелий при температуре ниже 2,2°К — гелием-II.

В опыте Капицы гелий-II протекал за не­сколько секунд между плотно сжатыми шли­фованными стеклянными пластинами через щель шириной всего в 0,5 мк (рис. 8). При температуре выше 2,2°К жидкий гелий лишь с трудом просачивается через такую щель. Это показывает, что вязкость у сверхтекучего ге­лия в миллиарды раз меньше, чем у воды. По современным представлениям считается, что вязкость его равна нулю.

Сверхтекучий гелий образует так называе­мую «ползущую» пленку толщиной около 10-6 см {рис. 9). Такой пленкой он может подниматься вверх по вертикальной стенке сосуда и выте­кать из него. Любая жидкость, смачивающая твердую поверхность, образует пленку, но бы­стро перетекать по этой пленке не может никакая другая жидкость, кроме гелия-II, и это свойство обусловлено его сверхтекучестью.

Удивительные свой­ства жидкого гелия теоре­тически объяснил совет­ский ученый Л. Д. Лан­дау. Упрощенно это объяснение сводится к следующему: в гелии-II так мало квантов тепла, что на все его частицы их не хватает, и образуют­ся как бы две жидкос­ти, одновременно суще­ствующие: нормаль­ный гелий, каждая ча­стица которого несет на себе квант тепла, и сверхтекучий гелий, на частицах которого нет квантов тепла. Сверх­текучая часть гелия как бы находится при абсо­лютном нуле температуры; она не обладает вязкостью, и поэтому обе жидкости могут дви­гаться друг в друге без трения.

В опыте Капицы сверхтекучая часть гелия-II быстро перетекала через щель, а несверхтеку­чая часть лишь медленно просачивалась через ту же щель. При этом сверхтекучая часть как бы отфильтровывалась. Опытом доказано, что за щелью у гелия-II более низкая температу­ра, чем до щели. С понижением температуры ниже 2,2°К доля сверхтекучей части в гелии-II увеличивается; при абсолютном ну­ле весь гелий должен превратиться в сверх­текучий.

 





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016