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超流態(tài)（1937年卡皮察發(fā)現(xiàn)的物態(tài)）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-20

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超流態(tài)

1937年卡皮察發(fā)現(xiàn)的物態(tài)

超流態(tài)是1937年前蘇聯(lián)物理學(xué)家彼得·列奧尼多維奇·卡皮察發(fā)現(xiàn)的超流動(dòng)性的物態(tài)。

基本信息

中文名	超流態(tài)
外文名	Super fluid
發(fā)現(xiàn)時(shí)間	1937年
發(fā)現(xiàn)人	彼得·列奧尼多維奇·卡皮察
含義	超流動(dòng)性的物態(tài)

現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)

1937年，前蘇聯(lián)物理學(xué)家彼得·列奧尼多維奇·卡皮察（1894～1984年）驚奇地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液態(tài)氦的溫度降到2.17K的時(shí)候，它就由原來(lái)液體的一般流動(dòng)性突然變化為“超流動(dòng)性”：它可以無(wú)任何阻礙地通過(guò)連氣體都無(wú)法通過(guò)的極微小的孔或狹縫（線度約10萬(wàn)分之一厘米），還可以沿著杯壁“爬”出杯口外。我們將具有超流動(dòng)性的物態(tài)稱為“超流態(tài)”。但是目前只發(fā)現(xiàn)低于2.17K的液態(tài)氦有這種物態(tài)。

他是第一個(gè)得到液氦的科學(xué)家。他并不滿足，還想使溫度進(jìn)一步降低，以得到固態(tài)氦。他沒(méi)有成功（固態(tài)氦是1926年基索姆用降低溫度和增大壓力的方法首先得到的），卻得到了一個(gè)沒(méi)有預(yù)料到的結(jié)果。

對(duì)于一般液體來(lái)說(shuō)，隨著溫度降低，密度會(huì)逐漸增加。他使液態(tài)氦的溫度下降，果然，液氦的密度增大了。但是，當(dāng)溫度下降到零下271攝氏度的時(shí)候，怪事出現(xiàn)了，液態(tài)氦突然停止起泡，變成像水晶一樣的透明，一動(dòng)也不動(dòng)，好像一潭死水，而密度突然又減小了。

這是另一種液態(tài)氦。他把前一種冒泡的液態(tài)氦叫做氦Ⅰ，而把后一種靜止的液態(tài)氦做氦Ⅱ。

把一個(gè)小玻璃杯按在氦Ⅱ中。玻璃杯本是空的，但是過(guò)了一會(huì)，杯底出現(xiàn)了液態(tài)氦，慢慢地漲到跟杯子外面的液態(tài)氦一樣平為止。

把這個(gè)盛著液態(tài)氦的小玻璃杯提出來(lái)，掛在半空。看，玻璃杯底下出現(xiàn)了液氦，一滴，兩滴，三滴……不一會(huì)，杯中的液態(tài)氦就“漏”光了。是玻璃杯漏了嗎？不，玻璃杯一點(diǎn)也不漏。這是怎么回事呢？

原來(lái)氦Ⅱ是能夠倒流的，它會(huì)沿著玻璃杯的壁爬進(jìn)去又爬出來(lái)。這是在我們?nèi)粘Ｉ钪袥](méi)有碰到過(guò)的現(xiàn)象，只有在低溫世界才會(huì)發(fā)生。這種現(xiàn)象叫做“超流動(dòng)性”，具有“超流動(dòng)性”的氦Ⅱ叫做超流體。

現(xiàn)象研究

后來(lái)，許多科學(xué)家研究了這種怪現(xiàn)象，又有了許多新的發(fā)現(xiàn)。其中最有趣的是1938年阿蘭等人發(fā)現(xiàn)的氦刀噴泉。

在一根玻璃管里，裝著很細(xì)的金剛砂，上端接出來(lái)一根細(xì)的噴嘴。將這玻璃管浸到氦Ⅱ中，用光照玻璃管粗的下部，細(xì)噴嘴就會(huì)噴出氦Ⅱ的噴泉，光越強(qiáng)噴得越高，可以高達(dá)數(shù)厘米。

氦Ⅱ噴泉也是超流體的特殊性質(zhì)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，光能直接變成了機(jī)械能。

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