Роллин фильм

Гелий II будет «ползти» по поверхностям, чтобы найти свой уровень – через некоторое время уровни в двух контейнерах выровняются. Пленка **Роллина** также покрывает внутреннюю часть контейнера большего размера; если бы он не был запечатан, гелий II выполз бы наружу и улетел.

Пленка Роллина , названная в честь Бернарда В. Роллина, представляет собой 30 нм толщиной жидкую пленку гелия в состоянии гелия II . Он демонстрирует эффект «ползучести» в ответ на поверхности, выходящие за пределы уровня пленки ( распространение волн ). Гелий II может выйти из любого незакрытого контейнера, продвигаясь к капиллярам размером от 10 до 100 нм и более и в конечном итоге испаряясь из них.

Пленки Роллина участвуют в эффекте фонтана , когда сверхтекучий гелий фонтаном вытекает из контейнера. Они обладают высокой теплопроводностью .

Способность сверхтекучих жидкостей преодолевать препятствия, лежащие на более высоком уровне, часто называют эффектом Оннеса , названным в честь Хейке Камерлинг-Оннеса . Эффект Оннеса достигается за счет капиллярных сил, доминирующих над гравитацией и вязкими силами.

Волны, распространяющиеся по пленке Роллина, подчиняются тому же уравнению, что и гравитационные волны на мелкой воде, но восстанавливающей силой является не гравитация, а сила Ван-дер-Ваальса . При изменении толщины пленки изменяется химический потенциал. Эти волны известны как третий звук .

Толщина пленки

Толщину пленки можно рассчитать по энергетическому балансу. Рассмотрим небольшой элемент объема жидкости $\Delta V$ который находится на высоте $h$ от свободной поверхности. Потенциальная энергия гравитационной силы, действующей на жидкий элемент, равна $\rho gh\Delta V$ , где $\rho$ - общая плотность и $g$ это гравитационное ускорение. Квантовая кинетическая энергия, приходящаяся на частицу, равна $\hbar ^{2}/(2ml^{2})$ , где $l$ толщина пленки и $m$ это масса частицы. Следовательно, чистая кинетическая энергия определяется выражением $\hbar ^{2}f\rho \Delta V/(2m^{2}l^{2})$ , где $f$ — доля атомов, представляющих собой конденсат Бозе–Эйнштейна . Минимизация полной энергии по толщине дает нам значение толщины: ^[1]

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

См. также

Ссылки

^ Хуанг, К. (2017). Сверхтекучая вселенная. Всемирная научная.

Фэрбанк, HA; Лейн, Коннектикут (октябрь 1949 г.). «Скорость прокатки пленки в жидком гелии». Физический обзор . 76 (8): 1209–1211. Бибкод : 1949PhRv...76.1209F . дои : 10.1103/PhysRev.76.1209 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Б. В. Роллин и Ф. Саймон (1939). «О «кинопленочном» явлении жидкого гелия II». Физика . 6 (2): 219–230. Бибкод : 1939Phy.....6..219R . дои : 10.1016/S0031-8914(39)80013-1 .
Дэвид Гудштейн (5 июля 1969 г.). «Третий звук и возникновение сверхтекучести в пленках ненасыщенного гелия» (PDF) . Физический обзор . 183 (1): 327–334. Бибкод : 1969PhRv..183..327G . дои : 10.1103/PhysRev.183.327 .

Внешние ссылки

Видео объекта в действии
Видео: Жидкий гелий, сверхтекучесть: демонстрация перехода лямбда-точки/парадокс вязкости/модель двух жидкостей/эффект фонтана/пленка Роллена/второй звук (Альфред Лейтнер, 1963, 38 мин.)

Эта физикой статья, связанная с , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Хуанг, К. (2017). Сверхтекучая вселенная. Всемирная научная.

[1]