Роллин фильм

редактировать

Гелий II будет «ползать» по поверхности, чтобы найти свой уровень - через некоторое время уровни в двух контейнерах уравняю. Пленка Rollin также покрывает внутреннюю часть большего контейнера; если бы он не был запечатан, гелий II выполз бы наружу и улетел бы.

Жидкий гелий находится в сверхтекучей фазе. Пока он остается сверхтекучим, он ползет по внутренней стенке чашки тонкой пленкой. Он опускается снаружи, образуя каплю, которая упадет в жидкость внизу. Будет образовываться еще одна капля - и так далее - до тех пор, пока чашка не опустеет.

A Пленка Роллина, названная в честь Бернарда В. Роллина, представляет собой жидкую пленку гелия толщиной 30 нм. в состоянии гелий II. Он проявляет эффект «ползучести» в ответ на поверхность, выходящую за пределы уровня пленки (распространение волны ). Гелий II может выходить из любого незакрытого контейнера, поползая к капиллярам длиной от 10 до 10 метров и более и в конечном итоге испаряясь из них.

Пленки Роллина участвуют в фонтанном эффекте, когда сверхтекучий гелий вытекает из контейнера фонтаном. У них высокая теплопроводность.

Способность сверхтекучих жидкостей преодолевать препятствия, лежащие на более высоком уровне, часто упоминается как эффект Оннеса, названный в честь Хайке Камерлинг-Оннес. Эффект Оннеса обеспечивается капиллярными силами, преобладающими над силами тяжести и вязкостью.

Волны, распространяющиеся через пленку Роллина, управляются тем же уравнением, что и гравитационные волны на мелководье, но вместо силы тяжести восстанавливающая сила - это сила Ван-дер-Ваальса. Пленка претерпевает изменение химического потенциала при изменении толщины. Эти волны известны как третий звук .

Содержание

1 Толщина пленки
2 См. Также
3 Ссылки
4 Внешние ссылки

Толщина пленки

Толщина пленки может быть рассчитана по энергетическому балансу. Рассмотрим небольшой элемент объема жидкости $Δ V {\ displaystyle \ Delta V}$ $\ Delta V$ , который расположен на высоте $h {\ displaystyle h}$ $h$ от свободной поверхности. Потенциальная энергия гравитационной силы, действующей на элемент жидкости, равна $ρ gh Δ V {\ displaystyle \ rho gh \ Delta V}$ ${\ displaystyle \ rho gh \ Delta V}$ , где $ρ {\ displaystyle \ rho}$ $\ ро$ - общая плотность, а $g {\ displaystyle g}$ $g$ - ускорение свободного падения. Квантовая кинетическая энергия, приходящаяся на одну частицу, равна $ℏ 2 / (2 мл 2) {\ displaystyle \ hbar ^ {2} / (2ml ^ {2})}$ ${\ displaystyle \ hbar ^ {2} / (2ml ^ {2})}$ , где $l {\ displaystyle l}$ $л$ - толщина пленки, а $m {\ displaystyle m}$ $m$ - масса частицы. Следовательно, чистая кинетическая энергия определяется выражением $ℏ 2 f ρ Δ V / (2 m 2 l 2) {\ displaystyle \ hbar ^ {2} f \ rho \ Delta V / (2m ^ {2} l ^ {2})}$ ${\ displaystyle \ hb ar ^ {2} f \ rho \ Delta V / (2m ^ {2} l ^ {2})}$ , где $f {\ displaystyle f}$ $f$ - доля атомов, составляющих конденсат Бозе – Эйнштейна. Минимизация полной энергии по отношению к толщине дает нам значение толщины:

l = m f 2 g h. {\ displaystyle l = {\ frac {\ hbar} {m}} {\ sqrt {\ frac {f} {2gh}}}.}

{\ displaystyle l = {\ frac {\ hbar} {m}} {\ sqrt {\ frac {f} {2gh}}}.}

См. также

Второй звук

Ссылки

Fairbank HA; Lane C.T. (Октябрь 1949 г.). «Скорость пленки Роллина в жидком гелии». Физический обзор. 76 (8): 1209–1211. Bibcode : 1949PhRv... 76.1209F. doi : 10.1103 / PhysRev.76.1209. CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка )
Б.В. Роллин и Ф. Саймон (1939) ». О «пленочном» явлении жидкого гелия II ». Physica. 6 (2): 219–230. Bibcode : 1939Phy..... 6..219R. doi : 10.1016 / S0031-8914 (39) 80013-1.
Дэвид Гудстейн (5 июля 1969 г.). «Третий звук и начало сверхтекучести в ненасыщенных Helium Films » (PDF). Physical Review. 183 (1): 327–334. Bibcode : 1969PhRv..183..327G. doi : 10.1103 / PhysRev.183.327.

Внешние ссылки