СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ

СВЕРХТЕКУЧЕСТЬуникальное 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. Необычные свойства сверхтекучей жидкости объясняются тем, что поведение жидкости в целом определяется законами квантовой механики. См. также КВАНТОВАЯ МЕXАНИКА.Два изотопа гелия - жидкий 3Не и жидкий 4Не - это единственные жидкости, которые становятся сверхтекучими при низких температурах (атом 3Не имеет такие же химические свойства, как и атом 4Не, но в его ядре одним нейтроном меньше).Сверхтекучий 4Не. Жидкий 4Не, который впервые был получен в 1908, имеет температуру кипения 4,2 К (нуль абсолютной термодинамической шкалы соответствует температуре -273,16? С). Откачивая пар над поверхностью жидкого гелия, можно понизить температуру жидкости примерно до 1 К. В 1930 ученые обратили внимание на то, что при охлаждении жидкого гелия ниже 2,17 К резко меняются многие его свойства. Наиболее заметным изменением является прекращение кипения, указывающее на резкое увеличение теплопроводности. Теплоемкость тоже резко увеличивается, а вязкость, измеренная в тонких капиллярных трубках, падает до нуля. Все это показывает, что в жидком 4Не при температуре ниже 2,17 К происходит фазовый переход в сверхтекучее состояние.Двухжидкостная модель. В 1940-1941 физики Л.Ландау и Л.Тиса независимо друг от друга предложили теоретическую модель сверхтекучего гелия. Ниже 2,17 К жидкий гелий рассматривается как смесь двух жидкостей: нормальной и сверхтекучей. Нормальная жидкость имеет свойства обычной вязкой жидкости. Сверхтекучая же компонента имеет нулевую вязкость, а также нулевую энтропию и энтальпию. Чуть ниже температуры перехода 2,17 К большую часть жидкости составляет нормальная компонента, а сверхтекучая - только малую часть. При дальнейшем охлаждении жидкости сверхтекучей фракции становится все больше, и ниже 1 К жидкость почти полностью оказывается сверхтекучей. На основе такой модели предсказан новый тип звуковых волн (второй звук), которые могут распространяться в сверхтекучей жидкости. Второй звук - это волна температуры, которая регистрируется при помощи термометра (обычные звуковые волны - это волны давления, которые детектируются микрофоном). Экспериментальное наблюдение второго звука (Москва, 1944) подтвердило многие аспекты двухжидкостной модели.Фонтанный эффект. Свойства течения сверхтекучей компоненты необычны, потому что такое течение может быть вызвано не только разностью давлений, но и разностью температур (обычная жидкость течет только вследствие разности давлений). Если погрузить в жидкий гелий электронагреватель, то сверхтекучая компонента потечет к нагреваемой области, а нормальная - к холодной в соответствии с законом сохранения масс. На этом основан впечатляющий эффект, называемый фонтанным. Конец тонкой трубки, набитой очень мелким порошком, опускают в жидкий гелий. Если с помощью электронагревателя нагревать жидкость в трубке, то сверхтекучая компонента потечет внутри трубки, а нормальная вязкая жидкость не сможет течь из-за сопротивления, создаваемого порошком. В результате уровень жидкости внутри трубки повышается и, если продолжать нагрев, жидкость будет бить фонтаном из верхнего конца трубки. Эффект весьма значителен: разность температур в несколько сотых кельвина может создать фонтан до метра высотой.Квантовые эффекты. Необычные свойства сверхтекучей компоненты объясняются тем, что большая часть атомов гелия движется когерентной группой, а не независимо, как атомы любого другого вещества. Наибольшее впечатление эти квантовые эффекты производят, если привести во вращение контейнер с жидким гелием. Вместо того чтобы вращаться вместе с контейнером, как обычная жидкость, сверхтекучая жидкость превращается в сплетение мелких водоворотов, которые называются квантованными вихрями. Картина течения в каждом таком вихре подобна картине течения в смерче, но в гелии скорость потока определяется постоянной Планка, фундаментальной константой квантовой механики (см. также ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ). Существование этих квантованных вихрей во вращающемся гелии было предсказано в 1950 Л.Онсагером и Р.Фейнманом и подтверждено множеством экспериментов. В 1974 были получены первые фотографии квантованных вихрей. Это оказалось возможным благодаря захвату электронов ядром вихря (подобно тому как камни и обломки втягиваются в центр смерча). Захваченные электроны, создающие изображение на люминофорном экране, отмечают положение каждого вихря и наглядно свидетельствуют о макроскопической квантовой природе сверхтекучей жидкости.Фазовые переходы в сверхтекучей жидкости. Уменьшение плотности сверхтекучей жидкости до нуля при температуре 2,17 К и острый пик теплоемкости в этой же точке указывают на то, что при переходе сверхтекучей жидкости в нормальную происходит термодинамический фазовый переход. В своих ранних статьях Онсагер и Фейнман высказывали мнение, что механизм квантованных вихрей может лежать в основе этого фазового перехода, но ни тот, ни другой не проводил расчетов, чтобы подтвердить свою догадку. Только в 1987 математическая теория фазового перехода показала, что их мысль была верна. В этой теории увеличение тепловой энергии жидкости приводит к образованию вихревых витков, подобных кольцам дыма, которые пускают курильщики. При температуре значительно ниже 2,17 К возбуждаются только очень малые вихри, диаметром в несколько ангстрем. Эти вихри, соответствующие нормальной компоненте двухжидкостной модели Ландау, оказывают сопротивление сверхтекучей жидкости, но, будучи очень малыми, они лишь частично уменьшают ее плотность. При повышении температуры образуются вихри все больших и больших размеров. При 2,17 К вихри приобретают размеры, ограниченные только размерами сосуда; это приводит к тому, что плотность сверхтекучей жидкости обращается в нуль и гелий становится нормальной жидкостью.Сверхтекучий 3Не. Редкий изотоп 3Не начали исследовать лишь в 1949. В первых экспериментах 3Не не был сверхтекучим при температурах выше 1 К. Однако физики-теоретики предсказывали, что эта жидкость может стать сверхтекучей, если ее охладить до температур ниже 1 К. Благодаря достижениям техники низких температур группе ученых из Корнеллского университета удалось охладить жидкий 3Не до температур ниже 0,003 К и обнаружить фазовый переход в жидкости. Последующие измерения подтвердили, что жидкий 3Не становится сверхтекучим при охлаждении до сверхнизких температур.Многие свойства сверхтекучего 3Не весьма отличны от свойств 4Не. В 3Не сверхтекучая жидкость состоит из пар атомов 3Не, связанных силами взаимного притяжения. Это похоже на ситуацию в металлических сверхпроводниках, сверхпроводимость которых обусловлена образованием связанных пар электронов (см. также СВЕРXПРОВОДИМОСТЬ). Еще одно различие состоит в том, что атомы 3Не имеют магнитный момент, а атомы 4Не - нет. Это означает, что на сверхтекучий 3Не должны действовать внешние магнитные поля. Дальнейшие исследования сделают более понятной квантовую природу сверхтекучести. См. также ГЕЛИЙ; ФИЗИКА НИЗКИX ТЕМПЕРАТУР.

сверхтекучесть—СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ особое состояние квантовой жидкости iнаходясь в кром жидкость протекает через узкие щели и капилляры без трения при этом протекающая часть жидкости обладае...Большая советская энциклопедия
сверхтекучесть—особое состояние квантовой жидкости См. Квантовая жидкостьem находясь в котором жидкость протекает через узкие щели и капилляры без трения при этом протекающая часть жидк...Большая Советская энциклопедия II
сверхтекучесть—сущ. жен. рода только ед. ч....Большой русско-украинский словарь
сверхтекучесть—свво жидкого гелия Не при темпре Т lti К и норм. давлении протекать без трения через узкие капилляры и щели. Сверхтекучий гелий т. н. HeII обладает резко аномальными теп...Большой энциклопедический политехнический словарь
сверхтекучесть—свойство квантовой жидкости Не и Не протекать безвнутреннего трения вязкости через узкие щели капилляры и т. п.Сверхтекучесть He при температурах ниже Тк К была открыта...Большой энциклопедический словарь II
сверхтекучесть—СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ свойство квантовой жидкости Не и Не протекать без внутреннего трения вязкости через узкие щели капилляры и т. п. Сверхтекучесть He при температурах ниже Тк...Большой энциклопедический словарь III
сверхтекучесть—СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ свойство квантовой жидкости Не и Не протекать без внутреннего трения вязкости через узкие щели капилляры и т. п. Сверхтекучесть He при температурах ниже Т...Большой Энциклопедический словарь V
сверхтекучесть—свойство квантовой жидкости supНе и supНе протекать без внутр. трения вязкости через узкие щели капилляры и т. п. С. supНе при темпpax ниже Tкsub К открыта в П. Л. Кап...Естествознание. Энциклопедический словарь
сверхтекучесть—свойство квантовых жидкостей supHe и supHe протекать без внутреннего трения вязкости через узкие щели капилляры и т.п. Сверхтекучесть supHe при Tlt К открыта П.Л. Капицей...Иллюстрированный энциклопедический словарь
сверхтекучесть—приставка СВЕРХ корень ТЕК суффикс УЧ суффикс ЕСТЬ нулевое окончаниеОснова слова СВЕРХТЕКУЧЕСТЬВычисленный способ образования слова Приставочносуффиксальный или префи...Морфемный разбор слова по составу
сверхтекучесть—Начальная форма Сверхтекучесть винительный падеж слово обычно не имеет множественного числа единственное число женский род неодушевленное...Морфологический разбор существительных
сверхтекучесть—СВЕРХТЕКУЧЕСТЬstrong свойство жидкости которая не обладает вязкостью и потому не обладает сопротивлением к текучести. ГЕЛИЙ II жидкий гелий при температурах ниже К или ...Научно-технический энциклопедический словарь
сверхтекучесть—состояние вещества жидкого гелия в котором оно ведет себя как жидкость не обладающая вязкостью внутренним трением поэтому может протекать без трения через очень узкие щел...Начала современного естествознания
сверхтекучесть—сверхтекучесть ж. Совокупность физических явлений наблюдаемых в жидком гелии при температуре близкой к абсолютному нулю....Новый толково-словообразовательный словарь русского языка
сверхтекучесть—сверхтекучесть сверхтекучесть и...Орфографический словарь
сверхтекучесть—аса аышты...Орысша-қазақша «Энергетика» терминологиялық сөздік
сверхтекучесть—suprafluidit...Политехнический русско-французский словарь
сверхтекучесть—сверхтекучесть сверхтекучести сверхтекучести сверхтекучестей сверхтекучести сверхтекучестям сверхтекучесть сверхтекучести сверхтекучестью сверхтекучестями сверхтекучести ...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
сверхтекучесть—Орфографическая запись слова сверхтекучесть Ударение в слове сверхтекучесть Деление слова на слоги перенос слова сверхтекучесть Фонетическая транскрипция слова сверхтекуч...Полный фонетический разбор слов
сверхтекучесть—сверхтекучесть иСинонимы текучесть...Русский орфографический словарь
сверхтекучесть—сверхтекучесть ж.usuperfluidity текучесть...Русско-английский политехнический словарь
сверхтекучесть—ж. нуклонная сверхтекучесть сверхтекучесть атомных ядер сверхтекучесть электронной жидкости спиновая сверхтекучесть...Русско-английский словарь по физике
сверхтекучесть—superfluidity...Русско-английский словарь по электронике
сверхтекучесть—superfluidity текучесть...Русско-английский технический словарь
сверхтекучесть—Звышцякучасць...Русско-белорусский словарь
сверхтекучесть—физ.i звышцякучасць жен.i...Русско-белорусский словарь II
сверхтекучесть—ж. superfluidit f...Русско-итальянский политехнический словарь
сверхтекучесть—аса аышты...Русско-казахский терминологический словарь «Водное хозяйство»
сверхтекучесть—асын аышты...Русско-казахский терминологический словарь «Горное дело и металлургия»
сверхтекучесть—асааымдылы...Русско-казахский терминологический словарь «Машиностроение»
сверхтекучесть—Синонимы текучесть...Русско-китайский словарь
сверхтекучесть—Superfluiditt Supraflssigkeit...Русско-немецкий политехнический словарь
сверхтекучесть—superfluidit suprafluidit...Русско-французский словарь по химии
сверхтекучесть—supertekutost supratekutost...Русско-чешский словарь
сверхтекучесть—сверхтекучесть текучесть...Слитно или раздельно? Орфографический словарь-справочник
сверхтекучесть—сверхтекучесть сущ. колво синонимов текучесть Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. . Синонимы текучесть...Словарь синонимов II
сверхтекучесть—СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ свойство квантовых жидкостей He и He протекать без внутреннего трения вязкости через узкие щели капилляры и т.п. Сверхтекучесть He при Tlt К открыта П.Л. К...Современная энциклопедия
сверхтекучесть—СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ свойство квантовой жидкости Не и Не протекать без внутреннего трения вязкости через узкие щели капилляры и т. п. Сверхтекучесть He при температурах ниже Тк...Современный энциклопедический словарь
сверхтекучесть—СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ ж. Совокупность физических явлений наблюдаемых в жидком гелии при температуре близкой к абсолютному нулю....Толковый словарь русского языка
сверхтекучесть—Ударение в слове сверхтекучестьУдарение падает на букву уБезударные гласные в слове сверхтекучесть...Ударение и правописание
сверхтекучесть—состояние квантовой жидкости при кром она протекает через узкие щели и капилляры без трения. Сверхтекучесть Не. Жидкий гелий Не становится сверхтекучим ниже темпры Tl К п...Физическая энциклопедия
сверхтекучесть—сверхтекучесть сверхтекучести сверхтекучести сверхтекучестей сверхтекучести сверхтекучестям сверхтекучесть сверхтекучести сверхтекучестью сверхтекучестями сверхтекучести ...Формы слова
сверхтекучесть—Хрусь Хруст Хетт Херь Херес Хер Хекер Хек Хевсур Учет Учесть Учес Утрехт Утес Утереть Устье Усть Устеречь Уесть Увечье Увет Тут Тур Тук Туес Туер Трут Труст Трус Треух Тр...Электронный словарь анаграмм русского языка
сверхтекучесть—СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ свойство квантовой жидкости Не и Не протекать без внутреннего трения вязкости через узкие щели капилляры и т. п. Сверхтекучесть He при температурах ниже Т...Энциклопедический словарь естествознания