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干脆再科普一下——也谈绝对零度
北帆
最近新语丝上连续有四篇文章谈绝对零度,其中Ftir讲得最专业,但是科普
程度不够。我来科普一下。
物理教课书曰:温度是分子(晶体中的相应粒子)平均平动动能的度量。也
就是说,如果能够让一个体系内的分子处在某个空间位置不发生位移,该体系便
达到了绝对零度。用什么方法使分子不发生位移呢?这就是Ftir提到的激光冷冻
方法,其原理是用激光束照射运动中的分子。当分子面向光源而来时,根据多普
勒效应分子感受到的激光能量高于分子静止时感受到的激光能量,反之亦然。比
固定时的激光高或低出的能量刚好和分子的平动动能相当。如果将激光的能量设
置在和分子平动动能相加后刚好等于分子振动能级跃迁的能量,分子便可以吸收
这部份能量而跃迁到上一个振动能级。这时分子的平动转化为振动。根据量子力
学原理,振动量子数不为零,分子的振动对与作为分子平动动能度量的温度没有
贡献。于是绝对零度(或曰极为接近绝对零度的温度)便实现了。
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