登陆注册
32173400000062

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
  • 囧问题:十万个为什么

    囧问题:十万个为什么

    书中介绍的你所不知道的天文囵问题、地理冏问题、文明冏问题、人类冏问题、时空冏问题、怪异冏问题等六个方面的问题,都是青少年所关注并希望深人探究的问题,本书逐一剥茧抽丝,给川精彩答案,以期帮忙他们科学地掌握各方面的知识,从而为其身心愉悦输送了最给力的能量波。
  • 科学伴你行——杏林春秋

    科学伴你行——杏林春秋

    随着历史车轮的运转,时代的变迁,科学技术也在发生着日新月异的变化。本套书内容涉及科技、经济、环境和人类文明进步等与生活协调、发展密切相关的问题,既体现了高深的学术造诣,又具有坚实的人文底蕴,旨在促进自然科学与人文社会科学的结会、科学精神与人文精神的融通。
  • 气象缩影

    气象缩影

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。科学教育,是提高青少年素质的重要因素,是现代教育的核心,这不仅能使青少年获得生活和未来所需的知识与技能,更重要的是能使青少年获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养。科学教育,让广大青少年树立这样一个牢固的信念:科学总是在寻求、发现和了解世界的新现象,研究和掌握新规律,它是创造性的,它又是在不懈地追求真理,需要我们不断地努力奋斗。
  • 怎样做好电工

    怎样做好电工

    本书以问答的形式介绍了电工的基础知识和电工安全技术,包括电工常用的工具、如何正确阅读电气原理图、如何分析电气事故的原因等内容。
  • 青少年应该知道的互联网

    青少年应该知道的互联网

    本书主要介绍全球性的信息系统——互联网。从它的发展历程入手,进一步介绍互联网的结构、原理、作用、影响以及未来发展趋势。
热门推荐
  • 太子修仙传奇

    太子修仙传奇

    在这个充满奇幻的修仙世界里,每一个人都有着自己的精彩故事。看主人公太子的故事更是精彩万千,几经磨砺如何从一名凡人,飞升仙界,成为太上仙王。呵呵,本书阳光花了半年的时间精心特写的,阳光与大家共同期待。
  • 婚内欢宠:大叔的替身萌妻

    婚内欢宠:大叔的替身萌妻

    “嫁给我!”他见到她的第一眼。便在她耳边轻轻引诱她。他比她大了九岁,成熟、稳重,却又不失温柔。她对他一见钟情,如愿以偿嫁给了他。嫁入豪门,他的家人对她百般刁难,而他却一一化解,对她极尽宠溺。她一直觉得,自己很幸福,每晚都与他相拥而眠。可是当真相层层揭开,她的心为什么这么痛?“离婚!”她狠狠地将签了字的离婚协议砸在他俊美的脸上!
  • 哈佛学生最爱玩的逻辑思维游戏

    哈佛学生最爱玩的逻辑思维游戏

    作为闻名于世的学府,哈佛大学培养了许多名人,他们中有40位诺贝尔奖获得者、8位美国总统以及各行各业的职业精英。哈佛之所以能成为世界上最著名的大学之一,关键不在于它传授给学子们多少知识和智慧,而在于它教授给人非凡的思维能力。思维能力和方式是能锻炼出来的。本书精选了哈佛学生历年来最热衷的逻辑思维游戏,这些题目不仅设置巧妙,提供了快速拓宽思维广度、挖掘逻辑潜能的方法,而且绝对好玩,让你越玩越有趣!越玩越入迷!越玩越聪明!
  • 墓史传

    墓史传

    多年前,盗墓十族的名号响彻于江湖,一块十族令牌引出了一个惊天的秘密,东北的阴鸣山上,午夜时分总会传出几声哀鸣...........
  • 傲娇女神很专情

    傲娇女神很专情

    【高冷神颜傲娇女主VS腹黑大佬天才男主》昔日豪门贵公子王亦一,因父母投资失败,家道中落,一夜之间一无所有。原本和林氏千金林柒柒一见钟情,甜蜜相爱,现在人人嘲讽他配不上绝情冷艳、权势滔天的林家大小姐。然而,林柒柒从不在意他人看法,她看上的男人,永远不会改变!在所有人都等着看林柒柒笑话的时候,王亦一华丽归来,创办了七一集团,成为商界大佬,跻身全球首富…林柒柒被他捧在手心上呵护溺爱,只要她想要的,哪怕是天上的星星,他也愿意去摘给她。——“阿柒~见到你的第一眼,我就把我们的一辈子想好了!”——“阿柒~只有你开心,我才会快乐~”如果我爱你,必定天荒地老,誓死相随!(此生即将完结,欢迎支持新书,谢谢~)。
  • 逆天狂妻:天才炼丹师

    逆天狂妻:天才炼丹师

    她冷血、无情,可亲情,是她毕生想要守护的东西。饕餮利牙碰之则狂,蟠龙逆鳞触之则死。新生的她,女扮男装,身世迷离,在这个以强者为尊的世界,且看她如何翻手为云覆手为雨,一步步走向强者之路。“莫轻绝,再向前靠近一步,信不信小爷就让兽兽轮了你?”轩辕璃满脸凶狠,一双凤眸死死的瞪着某人。“璃儿,如果它们不敢上的话,不如你亲自上阵如何?”男子说的风轻云淡,神色自若。可是,当某女听其言,真要亲自上阵的时候?他的脸上却是一抹红晕浮现。“璃儿,轻点……”此文萌兽多多,结局一对一。
  • 曦晨伴薄暮

    曦晨伴薄暮

    她是第一黑客—M、画家尔宸、音乐家余归,她是人尽皆知的学霸,失踪三年,跳级上高中……他是电竞大师、医学派继承人……
  • 废材逆天丫环变至尊

    废材逆天丫环变至尊

    她是现代的美食家,外貌在世界勘称第一,拥有绝世容颜完美S身材,是众多男人追捧对象,她的爷爷曾经送给她一枚祖传戒指,说是不要让戒指遇见火否则后果不敢想,她不以为然,在烹饪过程中不小心引燃了厨房,本以为自己会就这样死在了自己心爱的厨房中,忽然戒指闪现出一道亮光刺得眼睛很痛很痛。。。。。。。
  • 当校霸男神遇上不良少女

    当校霸男神遇上不良少女

    “没错,我就是不良少女!”夏晨烨一脸厌恶的看着萧怀柳。“那你还呆在邪峻身边,他讨厌不良少女。”萧怀柳指着夏晨烨。“那又怎么样,至少他现在还没讨厌我,我不会离开他的。”夏晨烨坚定的说。“萧怀柳你错了,我是讨厌不良少女,但我不讨厌小烨这种不良少女,相比起来,我更加讨厌你!”沈邪峻从巷子的转角处走出来。
  • 现代军事

    现代军事

    《中国军事百科》是一部全景式再现中国军事历史的大型图书,它在吸收国内史学研究成果的基础上,将中华文明悠久历史沉淀下来的丰富的军事图文资料融为一体,直观地介绍中国军事历史的发展进程,全方位介绍中国军事的基础知识,内容涵盖中国军事的各个领域。