Звук второй в гелии

Все состояния, слабо отличаюш иеся от равновесных, могут быть описаны как суперпозиция простейших гидродинамических движений (мод). В соответствии со сказанным их можно разделить на две категории. 1) Колебательные моды локально происходит движение со слабо изменяющимися интегралами движения почти без диссипации. К ним относятся обычный звук, второй звук в гелии, спиновые волны в магнетиках. 2) Релаксационные моды процессы переноса, в которых потоки пропорциональны градиентам гидродинамических величин. Наиболее известные примеры — теплопроводность, диффузия, поперечное движение вязкой жидкости, спиновая диффузия в магнетиках. [c.224]

Формула (2.8) показывает, что для данного волнового вектора д время релаксации t д . Поэтому при достаточно малых д звуковые колебания и спиновые волны в антиферромагнетике являются адиабатическими процессами. У вырожденных систем ниже точки фазового перехода возникают новые гидродинамические моды (второй звук в гелии, спиновые волны в магнетиках). Эти гидродинамические моды связаны с медленным вращением поля упорядочения ф. [c.225]

По мере увеличения импульса р кривая s= г (р) отклоняется от линейности. Однако представляется невозможным определить в общем виде зависимость s от р для квантовой жидкости из одних только теоретических соображений, и для определения вида энергетического спектра гелия II приходится привлечь также и имеющиеся экспериментальные данные речь идет об измерениях различных термодинамических величин гелия II (энтропии, теплоемкости), а также скорости распространения так называемого второго звука в гелии II. Анализ этих данных показывает (Ландау [3]), что они могут быть естественным образом объяснены, если предположить, что кривая s= е (р) имеет вид, изображенный на фиг. 207. После начального линейного участка (фононы) энергия е достигает максимума, затем начинает уменьшаться и при некотором значении импульса р=Ро функция а (р) имеет минимум. [c.388]

Фиг. 263. Прибор для наблюдения распространения второго звука в гелии П.

На рис. 4-61 дан график зависимости скоростей обычного и второго звука в гелии II от температуры. [c.145]

Рассматривая гидродинамику гелия II как системы, состоящей из двух взаимно проникающих жидкостей, нормальной и сверхтекучей, Д. Тисса (1938) и Л. Д. Ландау (1941) предсказали, что в этой системе наряду с обычными звуковыми волнами должны существовать температурные волны, распространяющиеся с некоторой скоростью аг-Эти волны были названы вторым звуком. По Тисса, при О К скорость второго звука должна обращаться в нуль, а по Ландау, она должна сохранять конечное значение. Экспериментальное доказательство существования второго звука было получено В. П. Пешковым в 1946 г. 175]. Результаты измерений скорости второго звука, выполненных В. П. Пешковым и другими исследователями, находятся в качественном согласии с теорией Ландау. При температуре, близкой к О К, скорость второго звука составляет около 200 Рп/Р м/с и в соответствии с теорией Ландау растет с увеличением давления. [c.247]

В. П. Пешков предположил, что второй звук может существовать и в твердом гелии. Через 20 лет это предположение было подтверждено. [c.247]

Наконец, следует упомянуть, что в НеН, помимо распространения обычных звуковых волн, существует второй звук, представляющий периодическое колебание концентраций сверхтекучей и нормальной компонент, сопровождаемое температурными изменениями. Второй звук может быть вызван нагревателем, работающим в импульсном режиме. Существуют и другие виды распространения колебаний в НеП. Многообразие и необычность явлений, свойственных жидкому гелию, поведение которого определяется [c.139]

Б. Если Т = О, то и = О, т. е. при температуре абсолютного нуля поступательное движение молекул любого вещества прекращается, При этом выступают такие эффекты, как сверхтекучесть (т. е. потеря вязкости) и распространение незатухающих тепловых волн (называемых вторым звуком) у жидкого гелия (при температурах от 2,18 до 0° К) и сверхпроводимость у ряда других веществ (при температурах от 0,3 до 30° К). [c.12]

В сверхтекучем гелии существует второй звук, скорость которого [c.226]

Эта теория привела к открытию другого замечательного явления—так называемого второго звука в жидком гелии, который был затем обнаружен экспериментально. [c.6]

Удельная теплоемкость. Скорость звука. Рассматривая результаты измерений удельной теплоемкости газообразного гелия при температурах жидкого водорода, проведенных Эйкеном (см. 5), мы видим, что они не согласуются с приведенными в табл. 2 непосредственными экспериментальными значениями второго вириального коэфициента В для этих температур. Чтобы устранить эти расхождения, мы попробовали видоизменить кривую зависимости В от <Р, приняв линейный ход В- Т в интервале температур между 5 и 50°К. При линейной зависимости В от Т мы получаем значительно более плавный ход В VI С с температурой. Кроме того, достигается хотя бы частичное согласие с опытами Эйкена. Учитывая это, мы принимаем для В и С значения, полученные указанным путем. Значения для В уже приведены в табл. 3. Они согласуются с формулой [c.44]

А, в превосходном согласии с имеющимися экспериментальными данными о теплоемкости гелия II (измерения Кеезома см., впрочем, сноску на стр. 395), его энтропии (измерения Капицы) и скорости второго звука в нем, измеренной Пешковым. Значения постоянных, определяющих энергетический спектр гелия И, оказываются при этом следующими [c.389]

Таким образом, в волне второго звука сверхтекучая и нормальная части жидкости колеблются навстречу друг другу , так что в первом приближении их центр инерции в каждом элементе объема остается неподвижным и суммарный поток вещества отсутствует. Ясно, что этот вид волн специфичен для гелия П. [c.418]

В гелии II положение меняется, так как флюктуации энтропии тоже распространяются в жидкости—со скоростью второго звука. Поэтому наряду с обычным дублетом (с относительным [c.422]

Фиг. 270. Область существования гелия П, очерченная по скорости второго звука. По оси ординат отложено давление в атмосферах.

В жидком сверхтекучем гелии помимо--обычного звука может возникнуть так называемый второй звук. [c.189]

Обычный звук представляет собой колебания плотности среды, где он распространяется. Второй звук связан с колебательными движениями нормального и сверхтекучего компонентов, движущихся-навстречу друг другу, при этом отсутствует суммарный поток вещества и не наблюдается сжатий и разряжений жидкости как таковой. Поскольку сверхтекучий компонент не несет теплоты, эти колебания будут выражаться в колебании температуры, что и представляет собой второй звук, причем для гелия-П эти волны практически не [c.189]

В кристаллах гелия легче, чем в других твердых диэлектриках, реализуется второй звук— слабо затухающие тепловые волны, распространяющиеся в газе элементарных возбуждений. [c.9]

В твердом гелии могут распространяться звуковые волны нескольких типов. При колебаниях плотности (первом звуке), как и во всяком твердом теле, возможны продольные волны (сжатия) и поперечные (сдвиговые) волны. Кроме того, в твердом Не оказалось возможным реализовать слабо затухающие температурные колебания (второй звук). [c.112]

Подобное сравнение было проведено первоначально для скоростей звука в жидких азоте, водороде и гелии [148]. При подобном расчёте большое значение имеет величина среднего расстояния между ближайшими соседними молекулами, для определения которой необходимо сделать некоторые предположения о структуре жидкости. В упомянутом расчёте принималось, что частицы простых жидкостей образуют кубическую гранецентрированную решётку. В таблице 13 сопоставлены вычисленные по уравнению (4.10) и наблюдаемые на опыте скорости звука в жидком азоте. Наличие во второй графе двух вычисленных значений скорости звука объясняется расхождением приведённых в литературе данных о плотности жидкого азота. [c.163]

Излучение звука в гелии II. Вопрос о различных способах/, возбуждения звуковых волн в гелии II был рассмотрен Лифшицем [18]. Оказалось, что обычные механические способы возбуждения J звука (колеблющившся твердьпш телами) крайне невыгодны для получения второго звука в том смысле, что интенсивность излу- чаемого второго звука ничтожна по сравнению с интенсивностью одновременно излучаемого обычного звука. [c.418]

Вяняние примееей на распространение второго звука в гелии II. При наличии в гелии II атомов примесей (в том числе изотопа Не ) при достаточно низких температурах влияние примесей на термодинамические свойства жидкости становится преобладающим (см. 2)—обстоятельство, которое должно сказаться, очевидно, и на распространении второго звука в гелии II (этот вопрос был исследован Померанчуком [19], к работе, которого отсылаем за подробностями). [c.420]

ВЫ6а Пешков В П Определение скорости распространения второго звука в гелии-П Ж экспер и теор физики , 1946, 16, вып 11, 1С00—1010 [c.365]

СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ — свойство жидкого гелия протекать без заметной вязкости через узкие капилляры. Сверхтекучее состояние изотопа Не возникает в результате перехода второго рода (Я-перехода) при критической т-ре 2,172 К. Если т-ры низки, изотоп He представляет собой квантовую Бозе-жидкость, слабо возбужденное состояние которой можно представить как совокупность элементарных возбуждений (квазичастиц) — фононов и ротонов. Тепловое движение в нем описывается в основном фононами (квантами звука) с энергией е = ср, где с — скорость звука р — импульс фонона. Влияние ротонов проявляется при т-ре более 0,6 К. Их энергия е = Д + + (Р — Ро) /2(л, где Д — минимальная энергия ротона = 1,92 X X 10 смг - — импульс, при котором энергия ротона равна Д = 8,65 К л = 0,16 — эффективная масса ротона ( 4 — масса атома Не). Из такого энергетического спектра следует, что существует отличная от нуля критическая скорость течения, ниже которой жидкость движется без трения, и появление в ней новых возбуждений энергетически невыгодно. Сверхтекучий гелий условно разделяют на два не взаимодействующих между собой компонента — нормальный, связанный с фононами и ротонами, и сверхтекучий. Движение нормального компонента, как и обычного газа, носит вязкий характер. Свертекучий компонент движется без трения и без переноса тепла. С явле- [c.349]

Как мы видели в разд. 7.2, в смектической фазе А ну/кно ожидать существования двух акустических ветвей. Это снова указывает на подобие смектика А и сверхтекучей жидкости, такой, как гелий, где имеются первый и второй звуки. Приближаясь к Tan и все время предполагая, что имеет место переход второго рода, можно ожидать, что скорость второго звука с будет падать. Другое чрезвычайно интересное динамическое свойство — это коэффициент просачивания Хельфриха, описывающий протекание сквозь слои. Яспо, что просачивание увеличивается, когда а уменьшается. [c.387]

Из уравнения (2.82) видно, что данные, касающиеся зависимости скорости звука от давления, могут быть использованы для определения зависимости второго вириального коэфициента В от температуры. Это уравнение было использовано Ван Иттер-бееком для вычисления значений В для области температур между те.мпературами жидкого водорода и жидкого гелия. [c.113]

В гелии II возможны, однако, еще и другие, специфические для йего способы возбуждения звуковых волн, невозможные в обычных жидкостях. Таковы излучение звука пластинкой, совершающей колебания в своей плоскости и при этом уш1 екающей собой нормальную часть жидкости ), а также излучение от поверхности с периодически меняющейся со временем температурой. Этот второй способ в особенности выгоден для получения второго звука . [c.419]

Мы не станем приводить здесь общих, довольно громоздких, формул, получающихся для скорости второго звука при наличии примесей [19]. Основной существенный результат заключается в том, что при достаточно низких температурах (тем более низких, чем меньше концентрация примесей) скорость второго звука, достигнув максимума, доляша начать падать, вместо того чтобы стремиться к постоянному пределу с/ /3, как в чистом гелии II. В той области температур, где все термодинамические величины определяются примесями, скорость второго звука убывает по закону [c.421]

Однако Тиссе не удалось построить количественно правильной и последовательной гидродинамической и термодинамической теории гелия II. Макроскопической теории посвящена в основном также и его последняя статья [10]. Необходимо отметить, что значительная часть этой статьи посвящена термодинамическому выводу гидродинамических уравнений, граничным условиям к ним, термодинамической формуле для скорости второго звука, обсуждению опытов по измерению вязкости и т. д., однако без упоминания, что все это было сделано Ландау (между тем как в предыдущих статьях Тиссы соответствующих формул не было). [c.427]

В латунный цилиндр впрессовывался фильтр с большим числом мелких пор. Гелий П, заполнявпшй цилиндр, подвергался периодическому давлению, передававшемуся на него от мембраны. Колебания мембраны создавались устройством, аналогичным обычному динамику, и передавались на нее с помощью стальной трубки. Периодические колебания давления вызывали периодическое продавливание и засасывание сверхтекучей части гелия, тогда как нормальная часть в значительной мере отфильтровывалась порами. Наряду со вторым звуком, этим методом возбуждался н [c.510]

Измеряя с помощью катетометра понижение уровня гелия, происходившее вследствие постепенного испарения жидкости, и Ha6AroAaH последовательное возникновение и исчезновение резонансов для каждой из исследовавшихся температур, можно было получить кривые, аналогичные изображенной на фиг. 268. Таким образом, по известной частоте и длине волны определялась скорость второго звука. [c.511]

Попытки обнаружить конверсию первого звука во второй, сделанные Лейном, X. Фэйрбенком, Шульцем и У. Фэйрбен-ком [33], не привели вначале к положительным результатам. Однако в экспериментах Пешкова и Беликовой [34] был наблюден переход обычного звука, возбуждаемого в парах, во второй звук, распространяющийся в гелии II. Первый звук генерировался в парах гелия мембраной, второй звук детектировался в жидкой фазе термометром из фосфористой бронзы. [c.513]

Дальнейшие работы У. Фэйрбенка, X. Фэйрбенка и Лейна [35] также привели к возможности конверсии первого звука, возбужденнм о в парах, во второй звук, распространяющийся в гелии II. [c.513]

Второй звук ПОД давлением. Для измерения скорости второго звука под давлением Пешковым и Зиновьевой [36] был использован медный толстостенный цилиндр, соединявшийся системой коммуникаций с баллонами, содержавшими газообраз ный гелий под давлением в 150 ат. Цилиндр помещался в гелиевую ванну и заполнялся жидким гелием путем конденсации его из баллона. Температура внутри цилиндра регулировалась скоростью откачки паров из окружавшего ее криостата. Внутри цилиндра размещался цилиндрический стеклянный резонатор, на торцах которого были укреплены константановый нагреватель и бронзовый термометр. Частота тока, питающего нагреватель, подбиралась с таким расчетом, чтобы внутри стеклянной трубки устанавливалась стоячая волна. Измерение скорости второго звука облегчалось тем, что на торцах резонатора образовывались пучности колебаний температуры, т. е. термометр находился в наиболее выгодных условиях. Потенциальные концы от бронзового термометра, по которому пропускался постоянный ток, выводились через тонкую стейбритовую трубку с уплотнением и подавались через усилитель на пластины катодного осциллографа. На другую пару пластин подавались колебания непосредственно от генератора звуковой частоты, питавшего нагреватель. [c.514]

По теории Ландау тти температу абсолютного нуля и2=и /У 3. Дeй твитeJ ная скорость ич при очень низких темпер турах существенно выше предсказанн теорией. На рис. 4.64 даиы зависимое скоростей обычного и второго звук в сверхтекучем гелии и Не от темперап ры 228]. [c.190]

Распространение звука в сверхтекучем гелии отличается чрезвычайным своеобразием. Наличие нормальной и сверхтекучей компонент пд иводит к возможности распространения не только обычных волн давления (первого звука), но и температурных колебаний, которые были названы Ландау вторым звуком. Кроме того, в последние годы оказалось возможным реализовать волновые процессы, в которых участвует только сверхтекучая компонента, а нормальная полностью заторможена. Это было осуществлено, во-первых, в тонких пленках сверхтекучего гелия, и возникающие поверхностные колебания были названы третьим звуком, а во-вторых, в очень узких каналах, заполненных НеИ, и возникающие [c.74]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология