Роллин фильм , названный в честь Бернарда В. Роллена, является 30 нм -thick жидкой пленки из гелия в гелии II состояния. Он проявляет эффект «ползучести» в ответ на выход поверхностей за пределы уровня пленки ( распространение волн ). Гелий II может улетучиваться из любого незакрытого контейнера, ползая к капиллярам от 10-7 до 10-8 метров и более и в конечном итоге испаряясь из них .
Пленки Роллина участвуют в эффекте фонтана, когда сверхтекучий гелий вытекает из контейнера фонтаном. У них высокая теплопроводность .
Способность сверхтекучей жидкости преодолевать препятствия, лежащие на более высоком уровне, часто называют эффектом Оннеса , названным в честь Хайке Камерлинг-Оннеса . Эффект Оннеса обеспечивается капиллярными силами, преобладающими над силой тяжести и силами вязкости.
Волны, распространяющиеся по пленке Роллина, управляются тем же уравнением, что и гравитационные волны на мелководье, но вместо силы тяжести восстанавливающей силой является сила Ван-дер-Ваальса . Пленка претерпевает изменение химического потенциала при изменении толщины. Эти волны известны как третий звук .
Толщина пленки
Толщину пленки можно рассчитать по энергетическому балансу. Рассмотрим элемент с небольшим объемом жидкости который расположен на высоте со свободной поверхности. Потенциальная энергия из-за гравитационной силы, действующей на элемент жидкости, равна, где - общая плотность и - ускорение свободного падения. Квантовая кинетическая энергия, приходящаяся на одну частицу, равна, где толщина пленки и - масса частицы. Следовательно, чистая кинетическая энергия определяется выражением, где - доля атомов, составляющих конденсат Бозе – Эйнштейна . Минимизация полной энергии по отношению к толщине дает нам значение толщины: [1]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Хуанг, К. (2017). Сверхтекучая вселенная. World Scientific.
- Fairbank HA; Lane CT (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 Гудштейн (5 июля 1969 г.). «Третий звук и начало сверхтекучести в пленках ненасыщенного гелия» (PDF) . Физический обзор . 183 (1): 327–334. Bibcode : 1969PhRv..183..327G . DOI : 10.1103 / PhysRev.183.327 .
Внешние ссылки
- Видео объекта в действии
- Видео: Жидкий гелий, сверхтекучий: демонстрация перехода лямбда-точки / парадокс вязкости / модель двух жидкостей / эффект фонтана / пленка Роллина / второй звук (Альфред Лейтнер, 1963, 38 мин.)