Cтраница 2
Шальников образно описал поведение гелия, обращенного в жидкость. [16]
Неон занимает промежуточное место в изученном ряду благородных газов. При низком содержании дейтерия его поведение, судя по изотопным эффектам, сходно с поведением гелия, а при высоком - с поведением аргона. Интересно в заключение отметить, что наряду с рассмотренными выше общими тенденциями каждый из газов проявляет свою, присущую только ему индивидуальность. [17]
Камерлинг-Оннес, впервые получив жидкий гелий в 1908 г., пытался определить его тройную точку путем снижения давления паров над жидкостью, но безуспешно. Последующие исследования показали, что у гелия нет тройной точки; он остается жидким вплоть до 0 К - Из равновесной диаграммы Т - р гелия ( рис. 63) видно, что линии твердого тела и жидкости не пересекаются и три фазы не могут существовать одновременно в равновесном состоянии. Такое поведение гелия, не свойственное другим жидкостям, получило объяснение на основании квантовой теории. [18]
Таким образом, при течении через капилляры гелий II ведет себя как жидкость без трения. Вместе о тем, в экспериментах с погруженными в гелий II дисками, совершающими крутильные колебания, гелий II ведет себя как обычная вязкая жидкость, вызывающая затухание колебаний. Для объяснения такого противоречивого поведения гелия II была предложена двух-жидкостная модель, согласно которой при отличных от нуля температурах гелий II ведет себя так, как если бы он представлял собой смесь двух жидкостей. Одна из них сверхтекуча и при движении вдоль твердой поверхности не обнаруживает вязкости. Другая же ведет себя как нормальная вязкая жидкость. Между этими движущимися друг сквозь друга частями жидкости нет трения. [19]
А сейчас пройдемся по интервалу температур от абсолютного нуля до - точки, в которой гелий превращается из квантовой жидкости в обыкновенную. Мы ведь знаем, что в отличие от обыкновенных частиц число квазичастиц не постоянно, а меняется в зависимости от Температуры. Посмотрим, как оно будет меняться и как это отразится на поведении гелия. [20]
И стал вычислять все положенные для вращающейся системы величины. Рассматривал он тот самый газ элементарных возбуждений, квазичастиц - фононов и ротонов - которым характеризуется поведение гелия II при температурах несколько больших абсолютного нуля. При таком подходе, мы знаем, энергию гелия можно считать равной сумме энергий всех квазичастиц. [21]
Камерлинг-Оннес, впервые получив жидкий гелий в 1908 г., пытался определить его тройную точку путем снижения давления паров над жидкостью, но безуспешно. Последующие исследования показали, что у гелия нет тройной точки; он остается жидким вплоть до 0 К. Из равновесной диаграммы Т - р гелия ( рис. 63) видно, что линии твердого тела и жидкости не пересекаются и три фазы не могут существовать одновременно в равновесном состоянии. Такое поведение гелия, не свойственное другим жидкостям, получило объяснение на основании квантовой теории. [22]
Существует только одно исключение из этого правила: гелий остается жидким при всех температурах вплоть до абсолютного нуля, если давление не превышает 25 атм. Это исключение объясняется квантовыми эффектами. Вследствие малой массы атома гелия его дебройлевская длина волны h / ( 2mkT) il2 при низких температурах ( порядка нескольких кельвинов) оказывается сравнимой со средним расстоянием между атомами. В результате присущие атомам гелия волновые свойства и определяют поведение гелия при низких температурах. [23]
ТОЧКИ, в которой гелий превращается из квантовой жидкости в обыкновенную. Мы ведь знаем, что в отличие от обыкновенных частиц число квазичастиц не постоянно, а меняется в зависимости от температуры. Посмотрим, как оно будет меняться и как это отразится на поведении гелия. [24]
Увидеть такую картину, конечно, нельзя. И тогда поймешь, что она не только удивительна, но и красива. Не говоря уже о том, что именно эта картина послужит ключом к поведению гелия. Точнее, она, как следствие двухкомпо-нентной модели, объяснит все, что связано со странными тепловыми эффектами гелия II. А сама модель поможет понять и все остальное, касающееся собственно движения гелия - ив гелии - в частности, удивительные сцены, вызванные сверхтекучестью. [25]
Увидеть такую картину, конечно, нельзя. И тогда поймешь, что она не только удивительна, но и красива. Не говоря уже о том, что именно эта картина послужит ключом к поведению гелия. Точнее, она, как следствие двухкомпо-нентной модели, объяснит все, что связано со странными тепловыми эффектами гелия II. А сама модель поможет понять и все остальное, касающееся собственно движения гелия - ив гелии - в частности, удивительные сцены, вызванные сверхтекучестью. [26]
Не все фазовые переходы 2-го рода хорошо описываются теорией Ландау. На обоих рисунках температурный интервал выбран так, что он содержит точку фазового перехода. При этом, если переход в сверхпроводящее состояние теория Ландау описывает правильно, то переход гелия в сверхтекучее состояние - неправильно. Она не объясняет отчетливо видной аномалии вблизи точки перехода. Термин аномалия означает здесь признание того, что поведение, согласующееся с теорией Ландау, является нормальным. Строго говоря, как мы увидим, поведение гелия при сверхтекучем переходе более нормально, чем поведение сверхпроводников. [27]
Мы и предположили, что эти потоки влияют на теплопроводность. Чтобы проверить правильность этого объяснения, надо было поставить опыты, где измерялась теплопроводность гелия, когда он протекает через капилляр. Когда это было сделано, то оказалось, что действительно в гелии II, текущем в капилляре, теплопроводность уменьшена в сто и даже в тысячу раз. Эти эксперименты также обнаружили, что пока через гелий течет тепло, то он легко протекает. Этим была установлена связь между потокам ] жидкого гелия и его способностью переносить тепло, и это явилось ключом к дальнейшим исследованиям. Так он нашел выход из тупика и смог приступить к фронтальному изучению всех тех особенностей в поведении гелия, которые связаны с теплом. [28]