Friday, April 10, 2015

T=0K時,所有氦原子由於狀態相同,它們也應具有相同的行為,故系統內也應是長程有序的,因此也是一種宏觀的量子效應。因為所有原子都凝聚到動量p=0的狀態上,而因,因此相當於,故為一長程的波動作用,所以整個系統中的原子有一種集體行為,要麼大家都不動,不然就要一齊都動,若有一個原子被迫運動,就會出現整體運動,顯示出超流特性來

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T=0K時,所有氦原子由於狀態相同,它們也應具有相同的行為,故系統內也應是長程有序的,因此也是一種宏觀的量子效應。因為所有原子都凝聚到動量p=0的狀態上,而因,因此相當於,故為一長程的波動作用,所以整個系統中的原子有一種集體行為,要麼大家都不動,不然就要一齊都動,若有一個原子被迫運動,就會出現整體運動,顯示出超流特性來


1930年荷蘭Keesom發現,當溫度降至2.17K時,液態氦的性質發生突變,其黏滯係數,如果在液氦中插入一支內徑小於10[$sup$]-5[$/sup$] cm的毛細管,它就會像噴泉一樣溢流出管外,而且流速與流體靜壓力及毛細管長度無關。像液氦具有這種特性的流體稱為超流體。為了區別,把正常液氦稱為Helium I,而把超流狀態的液氦稱為Helium II。 氦II的超流性事實上僅發生在它與器壁相接觸的極薄一層邊界上,這層流速甚至可達200公尺/sec(720000公尺/小時=720 km/小時)之多。超流性也是一種宏觀的量子效應,它們與超導體相似是一種凝聚現象,不過氦II的原子是玻色子(Boson)不是費米子(Fermion)。因此,在絕對零度時,所有氦原子都會凝聚到一個單一的最低能階上,這種現象稱為Bose-Einstein condensation。因為在T=0K時,所有氦原子由於狀態相同,它們也應具有相同的行為,故系統內也應是長程有序的,因此也是一種宏觀的量子效應。因為所有原子都凝聚到動量p=0的狀態上,而因,因此相當於,故為一長程的波動作用,所以整個系統中的原子有一種集體行為,要麼大家都不動,不然就要一齊都動,若有一個原子被迫運動,就會出現整體運動,顯示出超流特性來。 註:氦原子有兩種同位素,即及,前者質量數為3(核內有2個質子及一個中子),而後者質量數為4(核內有2個質子及2個中子)。前者為費米子而後者為玻色子。所構成的液態氦在2.18K發生了Bose-Einstein凝聚現象而轉變成氦II的超流體,而所構成的液態氦則在低於0.001K才能發生Bose-Einstein凝聚現象轉變成氦II的超流體

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