Жидкий гелий (стр. 8 )

Источники:

1) F. Hunte, J. Jaroszynski, A. Gurevich, D. C. Larbalestier, R. Jin, A. S. Sefat, M. A. McGuire, B. C. Sales, D. K. Christen, D. Mandrus. Two-band superconductivity in LaFeAsO0.89F0.11 at very high magnetic fields // Nature. Published online 28 May 2008 (doi:10.1038/nature07058). Полный текст доступен также в архиве е-принтов: arXiv:0804.0485.

2) X. L. Wang, R. Ghorbani, G. Peleckis, S. X. Dou. Very high critical field and superior Jc-field performance in NdO0.82F0.18FeAs with Tc of 51 K // arXiv:0806.0063 (31 May 2008).

Скачком меняется также одна из самых важных тепловых величин — теплоемкость, или количество теплоты, необходимое для изменения температуры вещества. Есть легко запоминающееся правило: для того чтобы в комнатных условиях нагреть 1 г воды на 1 градус, нужна 1 калория теплоты (1 кал чуть больше, чем 4 Дж; 1 джоуль — это работа силы 1 ньютон на расстоянии 1 м). Это правило означает, что теплоемкость воды при комнатной температуре равна единице.

Обычно при охлаждении вещества его теплоемкость уменьшается; в момент сверхпроводящего перехода, однако, она скачком увеличивается приблизительно в 2,5–3 раза (см. рис. 13).

Рис. 13.Зависимость теплоемкости от температуры вблизи сверхпроводящего перехода. Голубой линией обозначен ход теплоемкости нормального металла (если бы не было сверхпроводящего перехода)

Для сравнения приведем значения теплоемкости некоторых веществ при комнатной температуре и значения теплоемкости в нормальной фазе накануне сверхпроводящего перехода:

Все объясняется тем, что энергетические спектры, как поглощения, так и отражения и поглощения изменяются с изменением температуры и давления.

Это установлено экспериментально. С ростом температуры линии спектров уширяются и сдвигаются в красную сторону. С падением температуры (увеличением давления) смещение в фиолетовую сторону и сужение не только линий, но и расстояний между ними. Термодинамика блин. Хотя какая термо, да еще и динамика, если времени в такой динамике ни в одной формуле нет, кроме МКТ и неравновесной термодинамики у которой с успехами очень туго.

Короче, разреженные газы именно поэтому лучше проводят ток, чем плотные.

Да и оно теоретически можно было бы догадаться квантовой механике.

А то, привыкли только в парообразном состоянии спектр снимать. А как насчет спектра отражения от «холодных» поверхностей. Небось зеленый цвет травы это основная линия отражения, а ведь в спектре ни поглощения ни излучения хлорофилла полосы частоты зеленого не наблюдается.

Еще одна крамола – твердое состояние не есть идеал плотности вещества. Не только вода да висмут имеет критические скачки плотности в сторону ее сначала увеличения, а потом в сторону уменьшения при охлаждении. Не только лед расширяется при замерзании (падает плотность). Этот эффект есть практически у всех углеводородов: масел, спиртов, парафинов, полимеров. Да и других соединений. Не трудно скорее всего предположить, что и у металлов плотность где-то в районе сверхпроводимости точно также скачет. Ведь плотность в этом состоянии никто не измерял экспериментально. Зато резко падает плотность у гелия.

Но что интересно, у металлов во время такого фазового перехода резко увеличивается пластичность. А это уже факт в пользу увеличения плотности.

А для гелия это было почему-то сделано и получено несомненное подтверждение вышесказанному. Явное уменьшение плотности при переходе от гелия I к гелию II.

Поскольку при понижении температуры спектры почти у всех металлов все более смещаются в фиолетовую область и даже больше, в ультрафиолетовую, следует вполне логичный вывод : не электроны являются переносчиком тока, а излучение – свет. И свет обеспечивает сверхпроводимость именно в ультрафиолетовой полосе.

То есть совпадение спектров излучения от металла при нормальной температуре в широкой полосе и в узкой полосе спектра поглощения у металла при низкой температуре. Проблематичность существования электрона как частицы и переносчика электрического тока показана в статье электрон и электрон2

Что тут же наталкивает на мысли о полупроводимости: ведь виноваты в ней не дырки от бублика да всякие электроны с экситонами и прочей нечистью. Здесь опять имеет место быть плотность и спектры.

Какой богатый материал для более корректно поставленных новых экспериментов.

В эту же копилку с уменьшением плотности капает структурированность современных высокотемпературных сверхпроводников на базе керамических спекаемых соединений. Та же пониженная плотность упакованности все тех же металлов. Уже тут никак не работает квантовая теория сверхпроводимости с ее фононами да куперовскими парами.

Насчет эффекта Мейснера.

Стоит добавить, что якобы выталкивание сверхпроводника из магнитного поля является следствием отражения магнитного потока (излучения). То есть это несовпадения спектра излучения со спектром поглощения.

Отсутствие сопротивления электрическому току означает отсутствие потерь на это сопротивление, то есть отсутствие затрат энергии. Как-то принято считать, что эта энергия только тепловая. Но ведь существуют еще помимо этого потери на создание магнитного поля проводником. Закон Джоуля-Ленца учитывает явно только тепло, но не декларирует конкретно потерь на создание магнитного поля!!! Любой соленоид и провод помимо нагрева излучает магнитное поле.

Не нарушая закона сохранения энергии нельзя предположить, что сверхпроводник создает вокруг себя при прохождении тока магнитное поле.

То есть использование «сверхпроводящих» магнитов в полной мере бессмысленно в чисто сверхпроводящем режиме. В переходном режиме - да. Колоссальное увеличение тока все-таки приводит к исчезновению сверхпроводимости и мгновенному росту сопротивления со всеми вытекающими последствиями. Это значительное выделение тепла и соответственно значительное увеличение магнитного действия (магнитное излучение). Чтобы вернуться опять в сверхпроводящее состояние необходимо быстро отводить тепло, дополнительно охлаждая магнит, либо сбрасывать мощность на сторону. Что означает пульсирующий режим работы такого магнита. При этом сверхсильных магнитных полей создать не удастся, разве что все более и более увеличивая мощности, затрачиваемые на охлаждение, то есть увеличением частоты импульсов. Сбросом энергии накопленной в сверхпроводнике на сторону этого не добьешься.

Объяснение сверхпроводимости при помощи куперовских пар не выдерживает никакой критики. Опять за носитель принимается электрон. Только тут уже конденсированный газ бозе-частиц из пар фермионов-электронов. При этом пары электронов образуются, переходя через потенциальный барьер кулоновского отталкивания. Сам газ не отпускает такие пары за счет конденсации при низкой температуре. Ну прямо детский лепет. Если нельзя, но очень хочется, то можно. В нормальном состоянии электроны идут по проводнику и испытывают столкновения с атомами решетки. А тут не просто газ свободных электронов, а конденсированный газ. Следовательно, более плотный раз. Если более плотный, плотнее чем обычный газ свободных электронов, значит хотя бы на проценты должно увеличиться количество столкновений.

Пары в два раза объемней и тяжелее в два раза электрона, это два. Третье, это увеличение заряда такого облака в два раза. Четвертое это начало процесса – создание высокой концентрации отрицательного заряда при подаче напряжения из проводника с нормальным состоянием должно приводить к сильному увеличению отрицательного потенциала в начале сверхпроводника и этот процесс никак теоретически не поддерживается. А на практике этого не происходит. Поскольку должен происходить рост напряжения, должен произойти и заметный скачок тока, поскольку это сверхпроводник. Но и этого нет. Падение напряжения практически отсутствует из-за нулевого сопротивления проводника.

Эффект захвата поля

После левитации магнита над сверхпроводником можно взять магнит пальцами и сверхпроводник на том же расстоянии что и при левитации следует за магнитом. Перед левитацией удерживаемый пальцами магнит отталкивает сверхпроводник (проявление эффекта Мейснера). Левитация сама по себе тоже проявление того же эффекта. В общем-то это не захват, а балансирование на грани. Отраженное излучение тоже притягивает как и прямое отталкивает, только чуть меньше.

Высокотемпературная сверхпроводимость.

И там и там совпадение основных линий спектров поглощения и излучения.

Постоянные магниты это сверхпроводники.

Сверхпроводники излучения при нормальной температуре.

И здесь тоже работает плотность – уменьшение плотности за счет структурирования и подбора методами тыка материалов.

Хотя достаточно опять же выяснить только сопадающие спектральные полосы элементов не только излучения поглощения, но и отражения причем выяснить и температурную зависимость спектров от температуры желательно от рентгеновского до Ик диапазона.

В квантовой механике теоретически никак этот вопрос даже не затрагивается хотя бы с философской точки зрения.

Сверхтекучесть.

Сверхнизкая атомная плотность гелия.

В общем все достаточно просто….

ПЕРЕНОС ПО ПЛЕНКЕ.

Поверхность тела, соприкасающегося с Не II покрывается пленкой сверхтекучего гелия, по которой может происходить перенос жидкости из одного сосуда в другой.

Так, например, пустой стакан, погруженный не до краев в Не II через некоторое время заполнится гелием. Скорость переноса от разности уровней жидкости не зависит, и определяется только периметром стенок в самом узком месте соединения.

Поскольку тонкую пленку можно рассматривать как капилляр, то при переносе гелия на пленке имеет место термохимический эффект. Можно усилить эффект, увеличив периметр тела, соединяющего два сосуда, например, вставив пучок проволок.

Эффект нашел применение для разделения изотопов гелия Не3 и Не-4. Не-3 не свехтекучий, и по пленке сосуда, содержащего смесь изотопов удаляется сам собой только изотоп Не-4. Движение пленки можно остановить, если поместить пленку

между обкладками конденсатора, на который подано напряжение с частотой 40-50 Герц.

Здесь нет комментариев…

Сверхпроводимость от столпов физики можно посмотреть в любом учебнике.

Эффект Мейснера вызывает один вопрос: почему сверхпроводник практически любой формы висит в магнитном потоке, а не выталкивается им в сторону? Все дело в том, что магнитный поток исходящий из северного полюса не однороден. Работает краевой эффект. И следовательно у плоской поверхности наконечника имеется ослабленное действие по сравнению с краями. Одним словом яма. Поток отражается от образца, который практически оказывается в яме этого потока. Короче зеркальное отражение практически не действует механически на сам образец, но зато встречается с основным потоком тем самым создает удобную лежанку. Так, что если пальцами поменять положение образца, он там и промнет где его положат.

7.07.2009 Спб. *****@***ru