超流体其他图文简介-族谱网
日期:2026-07-30 04:42:29 作者:admin 阅读
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是一种物质状态,特点是完全缺乏黏性。如果将超流体放置于环状的容器中,由于没球盟会官网入口有摩擦力,它可以永无止尽地流动。它能以零阻力通过微管,甚至能从碗中向上“滴”出而逃逸。超流体是被彼得·卡皮查、约翰·艾伦和冬·麦色纳在1937年发现的。有关超流体的研究被称为量子流体力学。氦-4的超流体现象理论是列夫·朗道创造的,而尼古拉·尼古拉耶维奇·博戈柳博夫是第一个建议使用微扰理论者。
原理当量子液体温度低于某临界转变温度会变为超流体。比如氦最丰富的同位素,氦-4,在低于2.17K(−270.98°C)时便会变成超流体。氦-4形成超流态的相变称为Lambda相变(Lambdatransition),因它的比热容对温度曲线形状如同希腊字母“λ”一样。凝聚体物理学中一些相近的相变亦因而叫作Lambda相变。氦较贫乏的另一种同位素,氦-3,在更低的2.6mK成为超流体。这个温度只是比绝对零度高几个毫开尔文。虽然这两个系统的超流体表征很相似,但其本质却相差甚远。氦-4是玻色子,其超流性质可以用玻色-爱因斯坦统计解释。可是,氦-3是费米子,其超流性必须用到描述超导体的BCS理论之推广才可了解。其中,原子代替了电子形成库柏对(Cooperpair),而它们的吸引作用力调控机制由自旋波动(Spinfluctuation)代替了声子。详情请参看费米凝聚。超流体和超导体的统一理论可以以规范...
另见状态方程理想气体广义相对论中的流体解参考TheLargeScaleStructureofSpace-Time,byS.W.HawkingandG.F.R.Ellis,CambridgeUniversityPress,1973.ISBN0-521-20016-4,ISBN0-521-09906-4(pbk.)
定义牛顿流体特性的基本方程为:其中这意味着不论流体所受的力如何,流体都能继续流动,例如,水就是一种牛顿流体,因为不管它搅拌得多快,它都能继续表现出流体的性质。这与非牛顿流体不一样,在非牛顿流体中,只要一搅拌,后面就会出现一个“洞”,或导致流体变得稀薄,黏度的下降使它流动得更多。对于牛顿流体来说,黏度只与温度和压强有关,与流体所受的力无关。如果流体是不可压缩的,且黏度总是不变的,则决定剪应力的方程为:随动应力张量P{\displaystyle\mathbb{P}}(也可写为σσ--{\displaystyle\mathbf{\sigma}})为:其中如果流体不服从这个关系,则称为非牛顿流体。参见非牛顿流体水泊肃叶定律
性质具有黏性的流体在发生变形时将产生阻力,而没有黏性的流体则不会有任何阻力,度量流体黏性的物理量称为流体的黏度。没有黏性的流体又称为超流体。而流体的流动形式也有区分。倘流速很慢,流体会分层流动,互不混合,此乃层流。倘流速增加,越来越快,流体开始出波动性摆动,此情况称之为流体处于过渡区,流型呈现层流或湍流,视情况而定。当流速继续增加,达到流线不能清楚分辨,会出现很多漩涡,这便是湍流,又称作乱流、扰流或紊流。种类流体大致可分作两类:液体:可以流动或扩散,但有一定体积。水是为例子。气体:可以扩散,其体积不受限制,没有固定。例子有空气。
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