Второй звук в жидком гелии

Второй звук в жидком гелии

Второй звук в жидком гелии — специфическое квантовомеханическое явление в жидком гелии, а также в некоторых других веществах, заключающееся в наличии двух скоростей звука для двух частей энергетического спектра элементарных возбуждений, фононной и ротонной.

Второй звук — слабозатухающие колебания температуры и энтропии в сверхтекучем гелии. Скорость распространения второго звука определяется из уравнений гидродинамики сверхтекучей жидкости в двухкомпонентной модели. Если пренебречь аномально малым для гелия коэффициентом теплового расширения, то в волне второго звука осциллируют только температура и энтропия, а плотность и давление остаются постоянными. Распространение второго звука не сопровождается переносом вещества. Во втором звуке передача тепла происходит путем волнообразного движения, а не более привычным механизмом диффузии. Это приводит к очень высокой теплопроводности. Название «второй звук» связано с тем, что движение волн тепла похоже на распространение звука в воздухе.

Второй звук в жидком гелии

Второй звук в гелии II наблюдается при температурах ниже лямбда-точки (2,1768 К), когда 4Не переходит в сверхтекучее состояние и имеет почти идеальную теплопроводность. При падении температуры к 0 К скорости волн температуры и энтропии растут. Они могут быть сгенерированы и наблюдаться в резонаторе. При температуре 1,8 К температурная волна распространяется со скоростью примерно 20 м/с. Озвучивались также результаты по сверхтекучести гелия в твердом теле, но они подвергались сомнению в ряде источников[1].

Второй звук можно также интерпретировать как колебания концентрации квазичастиц в сверхтекучем гелии. В чистом 4He это колебания в системе ротонов и фононов.

Существование второго звука было предсказано теоретически Ландау, расчетное значение равнялось 25 м/с. Фактически измеренное — 19,6 м/с[2].

Второй звук в других веществах

3He также обладает вторым звуком при температуре ниже 2,5 мК, 6Li также близко к 0 К. Сверхтекучесть 6Li наблюдалась при температуре 50 нК в Массачусетском технологическом институте в апреле 2005 года[3]. Второй звук наблюдается также в некоторых диэлектрических твердых веществах, таких как Bi и NaF.

Примечания

  1. ↑ Сверхтекучесть твердого гелия: сенсация отменяется?
  2. ↑ Академик П. Л. Капица, Свойства жидкого гелия
  3. ↑ Новое состояние материи — газ с высокотемпературной сверхтекучестью получен физиками Массачусетского Технологического Института


Наиболее известная формула из ОТО — закон сохранения энергии-массы

Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Нужен реферат?

Полезное


Смотреть что такое "Второй звук в жидком гелии" в других словарях:

  • ВТОРОЙ ЗВУК — слабозатухающие температурные волны, распространяющиеся в сверхтекучем жидком гелии (Не II) наряду с обычными звук. волнами (см. СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ). Экспериментально В. з. был обнаружен В. П. Пешковым (1944). При распространении обычного звука в в… …   Физическая энциклопедия

  • ВТОРОЙ ЗВУК — в отличие от обычного звука (механических волн в упругих средах) слабозатухающие температурные волны, распространяющиеся в сверхтекучем жидком гелии. Скорость второго звука вблизи абсолютного нуля температуры в раз меньше скорости обычного звука… …   Большой Энциклопедический словарь

  • второй звук — в отличие от обычного звука (механических волн в упругих средах), слабозатухающие температурные волны, распространяющиеся в сверхтекучем жидком гелии. Скорость второго звука вблизи абсолютного нуля температуры в √3 раз меньше скорости обычного… …   Энциклопедический словарь

  • Второй звук —         слабозатухающие температурные волны, распространяющиеся в сверхтекучем жидком гелии (Не II) наряду с обычными звуковыми волнами. Вблизи абсолютного нуля (См. Абсолютный слух) температуры скорость c2 В. з. и скорость с обычного звука (волн …   Большая советская энциклопедия

  • ВТОРОЙ ЗВУК — в отличие от обычного звука (механич. волн в упругих средах), слабозатухающие температурные волны, распространяющиеся в сверхтекучем жидком гелии. Скорость В. з. вблизи абс. нуля темп ры в ки. корень из 3 раз меньше скорости обычного звука и… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Звук — У этого термина существуют и другие значения, см. Звук (значения). Звук, в широком смысле  упругие волны, распространяющиеся в какой либо упругой среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле  субъективное восприятие… …   Википедия

  • Жидкий гелий — представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, кипящую при атмосферном давлении при температуре 4,2 К[1][2] (жидкий 4He). Плотность жидкого гелия при температуре 4,2 К составляет 0,13 г/см³. Обладает малым коэффициентом преломления, из за… …   Википедия

  • ФИЗИКА НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР — раздел физики, изучающий явления, которые наблюдаются при температурах ниже температуры перехода кислорода в жидкое состояние ( 182,97° С, 90,19 К). Большинство обычных веществ с понижением температуры сначала переходит из газообразного состояния …   Энциклопедия Кольера

  • СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ — состояние квантовой жидкости, при к ром она протекает через узкие щели и капилляры без трения. Сверхтекучесть 4Не. Жидкий гелий 4Не становится сверхтекучим ниже темп ры Tl=2,17 К, при давлении насыщенных паров ps=38,8 мм рт. ст. Свехтекучий 4Не… …   Физическая энциклопедия

  • СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ — уникальное состояние жидкости, возникающее в гелии при очень низких температурах. Сверхтекучая жидкость отличается от обычных жидкостей тем, что ее вязкость равна нулю. Она может протекать через тончайшие капилляры без всякого сопротивления.… …   Энциклопедия Кольера


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»