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  • 1 # 上善苦水

    低溫物理學是研究溫度在極低溫下物質物理性質的一門學科。低溫物理學研究的物件主要是凝聚態物質,包括正常氣體在低溫下凝聚的液體和固體,還包括凝聚態物質與周圍環境、媒質的作用,如氣態環境,電磁場,壓力,接觸物等的作用。物質的低溫特性,包括在低溫下物質的力、熱、電、磁、光的性質等,以及相變,相平衡,相的穩定性,臨界現象等。

    這些物質在低溫下分別呈現兩種現象,一種叫超導,另一種叫超流。隨著溫度的下降,如果同一材料會出現兩種變相的話,超導應該發生在超流之前。前提是必須有這種材料。目前這兩種物理現象在工程上都有應用,但他們是兩種不同的材料,用在不同的場合、實現不同目的的。

    總體上看,極低溫度可以明顯減弱物質內部的原子或者分子之間的相互作用力。由於處在極低的溫度環境中,這種物質內部的“ 弱化”現象、已經不僅僅是分子層面上相互作用的結果,應該說是原子層面上相互作用的變化。所以說他們是在研究一堆多種成份粒子混合在一起的、在不同溫度環境下呈現的物理現象。這種在不同溫度下物質的性質發生明顯改變的狀態,我們稱為相變。

    我們希望找到這種相變後的平衡條件,更想得到某種材料變相後在常溫下材料相(特性)的穩定性,那樣就能在我們的現實生活中應用這些新的物理現象,製造更多的裝置和產品。

    超導現象並以此為技術製造的裝置或產品,將為我們生活帶來極大的好處。這些裝置或者產品將顛覆我們的想象,是許多的不可能變為可能。比如能夠產生極強的磁性裝置,可為人工控制核聚變技術提供幫助。

  • 2 # 黑海小煤球

    低溫物理學定義的低溫指的是-150℃或者以下的溫度,而超導和超流主要發生在-273.15℃附近的溫度條件下是低溫物理學的兩大支柱。

    另外,超流和超導也是超導體的兩個特殊的性質,其他還有邁斯納效應(完全抗磁性)、量子隧道效應、自旋三重態。

    完全抗磁性

    超導現象(也稱昂斯特持續電流)是某些特定的材料在低溫條件下,內部電子可以自由的運動,從而形成無電阻電流。完全導電性適用於直流電,超導體在處於交變電流或交變磁場的情況下,會出現交流損耗,且頻率越高,損耗越大。

    交流損耗是超導體實際應用中需要解決的一個重要問題,在宏觀上,交流損耗由超導材料內部產生的感應電場與感生電流密度不同引起;在微觀上,交流損耗由量子化磁通線粘滯運動引起 。

    不同型別的超導體

    交流損耗是表徵超導材料效能的一個重要引數,如果交流損耗能夠降低,則可以降低超導裝置的製冷費用,提高執行的穩定性。

    超流現象是液態氦在極地溫度條件下,粘性會消失,在任何物體上流動都沒有任何阻力。

    超流是一種宏觀範圍內的量子效應。由於玻色—愛因斯坦凝聚,氦原子形成一個“抱團很緊”的集體,超流正是這種“抱團”現象的具體表現。

    超流現象

    超導和超流都是依賴液氦的獲得生成者也因此獲得了1913年的諾貝爾獎。

    不知道超流類比概念在旋流器領域會有什麼發展,也就是旋流器內壁以及礦漿內部顆粒完全無粘性,內部流場會有什麼變化?

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