作业帮”氦“是什么?特性?和超导 超流有什么关系?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/17 02:28:39
”氦“是什么?特性?和超导 超流有什么关系?
”氦“是什么?特性?和超导 超流有什么关系?
”氦“是什么?特性?和超导 超流有什么关系?
氦（Helium）,为稀有气体的一种.元素名来源于希腊文,原意是“太阳”.1868年有人利用分光镜观察太阳表面,发现一条新的黄色谱线,并认为是属于太阳上的某个未知元素,故名氦.氦在通常情况下为无色、无味的气体,氦是唯一不能在标准大气压下固化的物质.氦是最不活泼的元素,基本上不形成什么化合物.氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂.
超流动性
然而,液态氦的奇妙之处还不在于低温.
卡美林·奥涅斯是第一个得到液氦的科学家.他并不满足,还想使温度进一步降低,以得到固态氦.他没有成功（固态氦是1926年基索姆用降低温度和增大压力的方法首先得到的）,却得到了一个没有预料到的结果.
对于一般液体来说,随着温度降低,密度会逐渐增加.卡美林·奥涅斯使液态氦的温度下降,果然,液氦的密度增大了.但是,当温度下降到零下271℃的时候,怪事出现了,液态氦突然停止起泡,变成像水晶一样的透明,一动也不动,好像一潭死水,而密度突然又减小了.
这是另一种液态氦.卡美林·奥涅斯把前一种冒泡的液态氦叫做氦Ⅰ,而把后一种静止的液态氦做氦Ⅱ.
把一个小玻璃杯按在氦Ⅱ中.玻璃杯本是空的,但是过了一会,杯底出现了液态氦,慢慢地涨到跟杯子外面的液态氦一样平为止.
把这个盛着液态氦的小玻璃杯提出来,挂在半空.看,玻璃杯底下出现了液氦,一滴,两滴,三滴……不一会,杯中的液态氦就“漏”光了.是玻璃杯漏了吗?不,玻璃杯一点也不漏.这是怎么回事呢?
原来氦Ⅱ是能够倒流的,它会沿着玻璃杯的壁爬进去又爬出来.这是在我们日常生活中没有碰到过的现象,只有在低温世界才会发生.这种现象叫做“超流动性”,具有“超流动性”的氦Ⅱ叫做超流体.
后来,许多科学家研究了这种怪现象,又有了许多新的发现.其中最有趣的是1938年阿兰等人发现的氦刀喷泉.
在一根玻璃管里,装着很细的金刚砂,上端接出来一根细的喷嘴.将这玻璃管浸到氦Ⅱ中,用光照玻璃管粗的下部,细喷嘴就会喷出氦Ⅱ的喷泉,光越强喷得越高,可以高达数厘米.
氦Ⅱ喷泉也是超流体的特殊性质.在这个实验中,光能直接变成了机械能.
超导现象
大家还记得拉姆赛把各种物质放到液态空气中的各种奇妙的实验吧!各种物质放在液态氦里,情况就更奇妙了.
看!在液氦的温度下,一个铅环,环上有一个铅球.铅球好像失去了重量,会飘浮在环上,与环保持一定距离.
再看!在液氦的温度下,一个金属盘子,把细链子系着磁铁,慢慢放到盘子里去.当磁铁快要碰到盘子的时候,链子松了,磁铁浮在盘子上,怎样也不肯落下去.
真像是到了魔术世界!这一切,只能在液态氦的温度下发生.温度一升高,魔术就不灵了,铅球落在铅环上,磁铁也落在金属盘子里了.
这是低温下的超导现象.
原来,有些金属,在液态氦的温度下,电阻会消失；在金属环和金属盘中,电流会不停地流动而产生磁场.这时候,磁场的斥力托住了铅球和磁铁,使它们浮在半空中.
在低温下,出现了许多奇妙的物理现象.许多重要的物理实验,都要在低温下进行.
目前,世界各国的物理学家还在研究液态氦,希望通过液态氦达到更低的温度,研究各种物质在低温下会发生什么奇妙的变化,会有什么我们目前还不知道的性质.这就产生了物理学的一个新的分支——低温物理学.
氦,这个奇妙的物质,一直在引起科学家们的注意.科学家们继续研究氦,通过科学实验,不断地为氦写下一页又一页新的历史.