.
Меню сайта
|
СверхтекучестьСверхтекучестьГелий 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.
|
ПОИСК
Block title
|