Forwarded from Домик химиоцитов (SOCl₂)
В прошлом посте мы поговорили о самой кристаллохимии, но какой эффект от этих данных?
Так, симметрия напрямую определяет множество физических свойств:
В кристаллической структуре каждый атом окружён определённым числом ближайших соседей — координационным числом (КЧ). Геометрическая фигура, образованная этими соседями, называется координационным полиэдром (см. таблицу). Они служат удобным инструментом для описания и классификации структур.
Большинство кристаллических структур может быть описана на основе принципа плотнейшей упаковки сфер. Различают два типа плотнейших упаковок:
В плотнейших упаковках каждый шар окружён 12 соседями (КЧ = 12). Между шарами остаются пустоты двух типов: октаэдрические (координация 6) и тетраэдрические (координация 4). Заполнение этих пустот атомами (ионами) других элементов приводит к образованию разнообразных структур, таких как структура NaCl.
Несмотря на то, что рентгеноструктурный анализ даёт точное описание позиций атомов, он не отвечает на вопросы о цвете, проводимости, магнитных свойствах. Причина в том, что эти свойства определяются электронной структурой — распределением электронов по энергетическим состояниям. Описание электронных состояний в периодическом кристалле ведётся в обратном пространстве, где зона Бриллюэна и её особые точки (например, K-точка в графене, L- и X-точки в полупроводниках) диктуют закон дисперсии, эффективные массы носителей, плотность состояний.
Так, симметрия напрямую определяет множество физических свойств:
1) Анизотропия — зависимость свойств (механических, электрических, тепловых, оптических) от направления в кристалле. Чем ниже симметрия, тем больше независимых компонент тензоров свойств.
2) Пьезоэлектричество возможно только в 20 классах, не имеющих центра симметрии.
3) Сегнетоэлектричество возникает в полярных классах (10 точечных групп) и связано с наличием спонтанной поляризации.
4) Оптическая активность (гиротропия) наблюдается в кристаллах без центра инверсии и плоскостей симметрии.
В кристаллической структуре каждый атом окружён определённым числом ближайших соседей — координационным числом (КЧ). Геометрическая фигура, образованная этими соседями, называется координационным полиэдром (см. таблицу). Они служат удобным инструментом для описания и классификации структур.
Большинство кристаллических структур может быть описана на основе принципа плотнейшей упаковки сфер. Различают два типа плотнейших упаковок:
1) Гексагональная плотнейшая упаковка (ГПУ) — двухслойная последовательность ABAB…
2) Кубическая гранецентрированная упаковка (ГЦК) — трёхслойная последовательность ABCABC…
В плотнейших упаковках каждый шар окружён 12 соседями (КЧ = 12). Между шарами остаются пустоты двух типов: октаэдрические (координация 6) и тетраэдрические (координация 4). Заполнение этих пустот атомами (ионами) других элементов приводит к образованию разнообразных структур, таких как структура NaCl.
Несмотря на то, что рентгеноструктурный анализ даёт точное описание позиций атомов, он не отвечает на вопросы о цвете, проводимости, магнитных свойствах. Причина в том, что эти свойства определяются электронной структурой — распределением электронов по энергетическим состояниям. Описание электронных состояний в периодическом кристалле ведётся в обратном пространстве, где зона Бриллюэна и её особые точки (например, K-точка в графене, L- и X-точки в полупроводниках) диктуют закон дисперсии, эффективные массы носителей, плотность состояний.
❤6🔥3
В книге под названием «История» (книга III, стр. 102–105) великий историк Г писал о «гигантских Е размером меньше собаки, но больше лисицы», которые, роя норы, выбрасывали наверх песок, содержащий элемент X, в одной из пустынь страны R.
Тот же историк отмечал, что R была самой богатой провинцией Персидской империи и платила самую большую дань с помощью песка с элементом X, а также что в Египте использовали соль А, которую называли «нетджер» и применяли для мумификации и изготовления стекла.
Он также описал вещество Z, названное из-за цвета и состоящее из элементов X и Y. Его иногда называют зелёным и белым X. Z не растворяется в B, но растворяется в смеси B с C. При этом интересно, что при реакции A с B получают D, в названии которого присутствует R, и T.
При реакции X с двумя двухатомными газами — J и G — при 8 атм и 370°C получают G₂. При 180°C G₂ разлагается на G₃ (структура которого центросимметрична и содержит 12 атомов в 1 молекуле), а также на J и G.
G₄ и G₅ синтезированы из G₃ и атомарного G. Известно, что G₅ имеет симметрию Cₛ, а не D₅ₕ, как предполагалось, а массовая доля X в G₄ составляет 63,34%.
Кислота Щ, названная в честь тех самых "гигантских E", обладает важной аналитической особенностью среди всех кислот своего вида: при реакции с Y₁ выделяются Y, а также A₁, M и T.
При реакции A₁ с L получают A₂, M и T.
При реакции Y с B образуется D₁, а при реакции D₁ с T под действием электрического разряда — D₂, Ш и B.
Но самым удивительным фактом в этой задаче является то, что в 1781 году выяснилось: Ш + J = T.
Тот же историк отмечал, что R была самой богатой провинцией Персидской империи и платила самую большую дань с помощью песка с элементом X, а также что в Египте использовали соль А, которую называли «нетджер» и применяли для мумификации и изготовления стекла.
Он также описал вещество Z, названное из-за цвета и состоящее из элементов X и Y. Его иногда называют зелёным и белым X. Z не растворяется в B, но растворяется в смеси B с C. При этом интересно, что при реакции A с B получают D, в названии которого присутствует R, и T.
При реакции X с двумя двухатомными газами — J и G — при 8 атм и 370°C получают G₂. При 180°C G₂ разлагается на G₃ (структура которого центросимметрична и содержит 12 атомов в 1 молекуле), а также на J и G.
G₄ и G₅ синтезированы из G₃ и атомарного G. Известно, что G₅ имеет симметрию Cₛ, а не D₅ₕ, как предполагалось, а массовая доля X в G₄ составляет 63,34%.
Кислота Щ, названная в честь тех самых "гигантских E", обладает важной аналитической особенностью среди всех кислот своего вида: при реакции с Y₁ выделяются Y, а также A₁, M и T.
При реакции A₁ с L получают A₂, M и T.
При реакции Y с B образуется D₁, а при реакции D₁ с T под действием электрического разряда — D₂, Ш и B.
Но самым удивительным фактом в этой задаче является то, что в 1781 году выяснилось: Ш + J = T.
Определите вещества X, Y, Y₁, Z, L, B, C, T, Щ, Ш, J, M, D-D₂, A-A₂, G-G₅, а также слова Г, Е и R.
❤9
Na₂SiO₃ + Na₂[Zn(OH)₄] = X
Na₂Si₂O₅ + Na₂[Zn(OH)₄] = Y
Выскажите предположение о строении анионов в соединениях X и Y. Что происходит при добавлении в растворы NH₄Cl?
Na₂Si₂O₅ + Na₂[Zn(OH)₄] = Y
Выскажите предположение о строении анионов в соединениях X и Y. Что происходит при добавлении в растворы NH₄Cl?
❤16❤🔥5🔥1
Реакции дня. Рений:
1) ReH₂(NO)(PPh₃)₃ + HClO₄ + CH₃OH =
2) ReCl₄ + Al + C₆H₆ + AlCl₃ =
3) [Re(η⁷-C₇H₇)(η⁵-C₇H₉)]⁺ + PMe₃ (hν)=
4) ReCl₃(RNO)(OPPh₃) + PR'₂Ph =
1) ReH₂(NO)(PPh₃)₃ + HClO₄ + CH₃OH =
2) ReCl₄ + Al + C₆H₆ + AlCl₃ =
3) [Re(η⁷-C₇H₇)(η⁵-C₇H₉)]⁺ + PMe₃ (hν)=
4) ReCl₃(RNO)(OPPh₃) + PR'₂Ph =
🍌12❤7
Реакции дня. Ванадий:
1) Na₄V₄O₁₂ + Na₂CO₃ + CH₃OH =
2) Na₂MoO₄ * 2H₂O + NaVO₃ + Na₂HPO₄ * 12H₂O + H₂SO₄ = X + ...
3) C₆H₅CH₂OH + X = Y + ...
1) Na₄V₄O₁₂ + Na₂CO₃ + CH₃OH =
2) Na₂MoO₄ * 2H₂O + NaVO₃ + Na₂HPO₄ * 12H₂O + H₂SO₄ = X + ...
3) C₆H₅CH₂OH + X = Y + ...
🔥9❤3❤🔥1
Диффур дня. Бесконечная сумма:
y'+y''+y'''+y''''+...=sinx
y'+y''+y'''+y''''+...=sinx
❤21🌚4🥰2
Реакции дня. Железо:
1) Fe + I₂ + Na₂CO₃ + H₂O = ...
2) FeCl₃ + 2,5 eq H₂O = ...
3) FeCl₃ + O₂ (240⁰C)= ...
4) FeCl₃ + Cl₂ + H₂O = ...
1) Fe + I₂ + Na₂CO₃ + H₂O = ...
2) FeCl₃ + 2,5 eq H₂O = ...
3) FeCl₃ + O₂ (240⁰C)= ...
4) FeCl₃ + Cl₂ + H₂O = ...
❤16
(1 часть) Кольца и Идеалы
Кольца и гомоморфизмы колец
Примечание: В этой главе мы рассмотрим определения и свойства колец.
Кольцом¹ А называется множество с двумя бинарными операциями², которое удовлетворяет следующим аксиомам:
1) По сложению А является абелевой группой³.
2) Умножение ассоциативно: (xy)z=x(yz) и дистрибутивно относительно сложения:
x(y+z)=xy+xz
(y+z)x=yx+yz
3) xy=yx для всех x,y∈А
Все кольца имеют единичный элемент 1:
4) Существует такой элемент 1∈А, что х1=1х=х для всех х∈А.
Замечание.
Мы не исключаем возможности 1=0 в аксиоме 4. Если это так, то для всякого элемента х∈А имеем
х=х1=х0=0
Так что А состоит из одного элемента 0. Такое кольцо, называется — нулевым.
¹кольцо — это множество с двумя бинарными операциями: сложением (+) и умножением.
²Бинарные операции — это действие над двумя объектами, результат которого снова принадлежит тому же множеству.
³абелева группа — это множество с одной бинарной операцией (обычно называемой сложением +), которая удовлетворяет пяти аксиомам.
Кольца и гомоморфизмы колец
Кольцом¹ А называется множество с двумя бинарными операциями², которое удовлетворяет следующим аксиомам:
1) По сложению А является абелевой группой³.
2) Умножение ассоциативно: (xy)z=x(yz) и дистрибутивно относительно сложения:
x(y+z)=xy+xz
(y+z)x=yx+yz
Мы будем рассматривать
только коммутативные кольца:
3) xy=yx для всех x,y∈А
Все кольца имеют единичный элемент 1:
4) Существует такой элемент 1∈А, что х1=1х=х для всех х∈А.
Замечание.
Мы не исключаем возможности 1=0 в аксиоме 4. Если это так, то для всякого элемента х∈А имеем
х=х1=х0=0
Так что А состоит из одного элемента 0. Такое кольцо, называется — нулевым.
¹кольцо — это множество с двумя бинарными операциями: сложением (+) и умножением.
²Бинарные операции — это действие над двумя объектами, результат которого снова принадлежит тому же множеству.
³абелева группа — это множество с одной бинарной операцией (обычно называемой сложением +), которая удовлетворяет пяти аксиомам.
❤7❤🔥3👍3🥰1
(2 часть) Кольца и Идеалы
Кольца и гомоморфизмы колец
Гомоморфизмом¹ колец называется всякое отображение f кольца А в кольцо В со следующими свойствами:
1.) f(x+y)=f(x)+f(y)
(f - гомоморфизм абелевых групп, поэтому f(x-y)=f(x)-f(y), f(-x), f(0)=0)
2.) f(xy)=f(x)f(y)
3.) f(1)=1
Проще говоря, гомоморфизм сохраняет сложение, умножение и единичный элемент.
Подмножество S, кольца А называется подкольцом в А, если S является аддитивной подгруппой², замкнуто относительно умножения и содержит единичный элемент кольца А. В этом случае, торжественное отображение S в А является Гомоморфизмом колец.
Гомоморфизм¹ - это отображение между двумя алгебраическими структурами (например, группами, кольцами, векторными пространствами), которое сохраняет их операции.
Аддитивная подгруппа² - это подгруппа группы, в которой операция записывается как сложение (+).
Кольца и гомоморфизмы колец
Гомоморфизмом¹ колец называется всякое отображение f кольца А в кольцо В со следующими свойствами:
1.) f(x+y)=f(x)+f(y)
(f - гомоморфизм абелевых групп, поэтому f(x-y)=f(x)-f(y), f(-x), f(0)=0)
2.) f(xy)=f(x)f(y)
3.) f(1)=1
Проще говоря, гомоморфизм сохраняет сложение, умножение и единичный элемент.
Подмножество S, кольца А называется подкольцом в А, если S является аддитивной подгруппой², замкнуто относительно умножения и содержит единичный элемент кольца А. В этом случае, торжественное отображение S в А является Гомоморфизмом колец.
Если отображения f:A->B и g:B->C являются гомоморфизмами колец, то же верно для их композиции g⁰f:A->C.
Гомоморфизм¹ - это отображение между двумя алгебраическими структурами (например, группами, кольцами, векторными пространствами), которое сохраняет их операции.
Аддитивная подгруппа² - это подгруппа группы, в которой операция записывается как сложение (+).
❤10🔥3🥰3
Приближается лето, а значит, и каникулы в учебных заведениях, однако это не повод для отдыха!
1 июня будет выпущена в канал олимпиада ФизХимМат чата с заданиями по трем различным разделам математики, физики и химии!
Всем хороших каникул
1 июня будет выпущена в канал олимпиада ФизХимМат чата с заданиями по трем различным разделам математики, физики и химии!
Всем хороших каникул
❤🔥23❤7👍4💋2🍌1🦄1
Олимпиада ФизХимМат чата.
Составители задач:
Физика:
— Ignat Inyutsin (термодинамика)
— Ignat Inyutsin (электродинамика)
— Lotar (механика)
Математика:
— Daniel (геометрия)
— Daniel (теория чисел)
— Daniel (теория чисел)
Химия:
— Евгений Мошес/N(C2H5)4[Rh2(SbH3)2(SnCl3)4] (неорганическая химия)
— Фосген Ипрытыч (органическая химия)
— Perfect (физическая химия)
Составители задач:
Физика:
— Ignat Inyutsin (термодинамика)
— Ignat Inyutsin (электродинамика)
— Lotar (механика)
Математика:
— Daniel (геометрия)
— Daniel (теория чисел)
— Daniel (теория чисел)
Химия:
— Евгений Мошес/N(C2H5)4[Rh2(SbH3)2(SnCl3)4] (неорганическая химия)
— Фосген Ипрытыч (органическая химия)
— Perfect (физическая химия)
❤🔥8❤2
Отдельное спасибо также Евгению Мошесу за стилизацию и укомпановку всех задач в один файл.
❤🔥11❤2🔥1
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
😎12💔1
Докажите, что число n^k + k^n + 1 составное, если n и k являются степенями двойки и n ≥ 2, k ≥ 2.
❤8💘3
Элементы науки: Физика, Химия и Математика.
Олимпиада ФХМ 5.pdf
Все ответы на олимпиаду присылать в сообщения к каналу.
Элементы науки: Физика, Химия и Математика.
(2 часть) Кольца и Идеалы Кольца и гомоморфизмы колец Гомоморфизмом¹ колец называется всякое отображение f кольца А в кольцо В со следующими свойствами: 1.) f(x+y)=f(x)+f(y) (f - гомоморфизм абелевых групп, поэтому f(x-y)=f(x)-f(y), f(-x), f(0)=0) 2.)…
(3 часть) Идеалы. Факторкольца
Идеалом a в кольце A называется всякая аддитивная подгруппа со свойством Aa ⊆ a (т.е. из включений x ∈ A и y ∈ a следует, что xy ∈ a).
Умножение в A индуцирует однозначно определённое умножение в факторгруппе A/a, что превращает эту группу в кольцо, называемое факторкольцом (или кольцом классов вычетов) A/a.
Элементы кольца A/a - это смежные классы A по a, и отображение φ: A → A/a, переводящее всякий элемент x ∈ A в его класс x + a, является сюръективным гомоморфизмом колец.
Мы будем часто пользоваться следующим фактом...
Предложение 1.1
Существует взаимно однозначное и сохраняющее включения соответствие между теми идеалами b в A, которые содержат a, и идеалами b в A/a.
Пусть f: A → B - это любой гомоморфизм колец. Его ядро f⁻¹(0) является некоторым идеалом a в кольце A, а образ f(A) есть подкольцо C в B. Гомоморфизм f индуцирует изоморфизм колец A/a ≅ C.
Обозначение x ≡ y (mod a), которым мы иногда будем пользоваться, равносильно включению x − y ∈ a.
Идеалом a в кольце A называется всякая аддитивная подгруппа со свойством Aa ⊆ a (т.е. из включений x ∈ A и y ∈ a следует, что xy ∈ a).
Умножение в A индуцирует однозначно определённое умножение в факторгруппе A/a, что превращает эту группу в кольцо, называемое факторкольцом (или кольцом классов вычетов) A/a.
Элементы кольца A/a - это смежные классы A по a, и отображение φ: A → A/a, переводящее всякий элемент x ∈ A в его класс x + a, является сюръективным гомоморфизмом колец.
Мы будем часто пользоваться следующим фактом...
Предложение 1.1
Существует взаимно однозначное и сохраняющее включения соответствие между теми идеалами b в A, которые содержат a, и идеалами b в A/a.
Пусть f: A → B - это любой гомоморфизм колец. Его ядро f⁻¹(0) является некоторым идеалом a в кольце A, а образ f(A) есть подкольцо C в B. Гомоморфизм f индуцирует изоморфизм колец A/a ≅ C.
Обозначение x ≡ y (mod a), которым мы иногда будем пользоваться, равносильно включению x − y ∈ a.
❤12🥰5❤🔥2🔥2
Фазовые переходы
Фазовые переходы бывают двух родов:
— 1 род обуславливается тем что при переходе происходит скачкообразное поглощение или выделение теплоты,без изменения температуры пока всё вещество не перейдёт в другую фазу.
— 2 род уже интересней происходят без изменений теплоты, меняются внутренние состояние, например сжимаемость или же проводимость.
Ландау в 1937 создал теорию фазовых переходов. Она же описывает фазовые переходы 2 рода.
Как понять описание фазового перехода?
Лев Давыдович Ландау думал что изменение термодинамической фазы происходит из-за изменения симметрии, также он ввёл новый параметр — параметр порядка.
Этот параметр раскладывал свободную энергию вблизи критической точки.
Как же происходит фазовый переход 2 рода?
Из-за приобретения направления для параметра порядка, при переходе точки Кюри или же точки Нееля система теряет часть исходной симметрии.
Что же такое параметр порядка?
η - параметр порядка который в симметричной (высокотемпературной) системе равен 0, но в упорядоченной (низкотемпературной) системе отлична от нуля у ферромагнетиков это намагниченность, у сверхпроводников - волновая функция.
Как происходит разложение свободной энергии?
Ландау предполагал, что вблизи температуры Tc параметр порядка мал и это позволяет разложить плотность свободной энергии по степеням η.
Коэффициент b обычно отвечает за переходы первого рода. Если он отличен от нуля, переход может происходить со скачком.
Для переходов второго рода принимается (b = 0).
Коэффициент с > 0: обеспечивает термодинамическую устойчивость системы.
Фазовые переходы - процесс превращения одного термодинамической фазы в другую с изменениями внешних условий таких как например температура, давление, плотность и другое.
Фазовые переходы бывают двух родов:
— 1 род обуславливается тем что при переходе происходит скачкообразное поглощение или выделение теплоты,без изменения температуры пока всё вещество не перейдёт в другую фазу.
— 2 род уже интересней происходят без изменений теплоты, меняются внутренние состояние, например сжимаемость или же проводимость.
Ландау в 1937 создал теорию фазовых переходов. Она же описывает фазовые переходы 2 рода.
Как понять описание фазового перехода?
Лев Давыдович Ландау думал что изменение термодинамической фазы происходит из-за изменения симметрии, также он ввёл новый параметр — параметр порядка.
Этот параметр раскладывал свободную энергию вблизи критической точки.
Как же происходит фазовый переход 2 рода?
Из-за приобретения направления для параметра порядка, при переходе точки Кюри или же точки Нееля система теряет часть исходной симметрии.
Что же такое параметр порядка?
η - параметр порядка который в симметричной (высокотемпературной) системе равен 0, но в упорядоченной (низкотемпературной) системе отлична от нуля у ферромагнетиков это намагниченность, у сверхпроводников - волновая функция.
Как происходит разложение свободной энергии?
Ландау предполагал, что вблизи температуры Tc параметр порядка мал и это позволяет разложить плотность свободной энергии по степеням η.
Коэффициент b обычно отвечает за переходы первого рода. Если он отличен от нуля, переход может происходить со скачком.
Для переходов второго рода принимается (b = 0).
Коэффициент с > 0: обеспечивает термодинамическую устойчивость системы.
❤13🙏3
Forwarded from Пристанище физики
Цель выше стоящего текста была в том, чтобы объяснить человеку что такое фазовый переход 2 рода. Но текст был изначально продуман на тему "Сверхтекучесть гелия" и я начинаю сейчас.
Дополнение: Сверхтекучесть гелия
Начнём с основы для описания следующего что будет объяснятся в тексте.
"Текучесть - это свойство веществ принимать форму сосуда."
Казалось бы одинаковое почти слово, но сверхтекучесть это совсем другое понятие.
Начнём с того что в 1938 году Капица проводил эксперимент и установил, что при температуре ниже 2,17 К вязкость гелия стремится к нулю и сам ввёл новый термин "
Ландау же пытался объяснить это выстроив теорию квантовой жидкости, двухжидкостной модели и основал это мнение на теме возбуждений-квазичастиц.
Он ввёл точку лямбды-λ, при которой гелий разделяется на две жидкости занимающих один и тот же объём.
Одна жидкость была сверхтекучей составляющей: не имела ни энтропии, ни вязкости.
Вторая же жидкость является нормальным состоянием обладающей и энтропией, и вязкостью.
В зависимости от температуры от 0 до точки λ колеблется соотношение этих двух компонентов, но чем ниже температура тем больше сверхтекучего гелия, также наоборот и с нормальным.
Рассмотрим механизмы двух типов Гелия:
1) Гелий 3 - сверхтекучесть в He3 возникает за счет спаривания фермионов в куперовские пары, аналогично механизму сверхпроводимости электронов в металлах (теория БКШ).
Два атома He3 притягиваются за счет обменного взаимодействия (флуктуаций спиновой плотности) и образуют составной бозон.
Температура перехода в сверхтекучесть = 0,0025К.
2) Гелий 4 - основной тип гелия; основано на статистике Бозе-Эйнштейна, поскольку атом He4 является бозоном(целый спин), то при опускании температуры ниже точки λ часть атомов переходит в квантовое состояние формируется единый квантовый макроскопический объект (Конденсат), который течёт согласованно.
Механизм квазичастиц
Вместо того чтобы рассматривать каждый атом, теория рассматривает жидкость как квантовый вакуум заполненный этими частицами побуждая коллективное возбуждение среды.
Фононы и Ротоны
Фонон соответствует звуковым колебаниям, а ротон вихревым квантовым микроскопическим движением атомов.
И, наконец-то,
критерий Ландау:
Сверхтекучесть возможна, если скорость течения жидкости меньше критической скорости Vc, где ε(p) - энергия элементарного возбуждения, а p - импульс.
Дополнение: Сверхтекучесть гелия
Начнём с основы для описания следующего что будет объяснятся в тексте.
"Текучесть - это свойство веществ принимать форму сосуда."
Казалось бы одинаковое почти слово, но сверхтекучесть это совсем другое понятие.
Сверхтекучесть - это квантовое состояние вещества, при котором жидкость протекает через узкие щели и капилляры абсолютно без трения, полностью теряя свою вязкость.
Начнём с того что в 1938 году Капица проводил эксперимент и установил, что при температуре ниже 2,17 К вязкость гелия стремится к нулю и сам ввёл новый термин "
сверхтекучесть".Ландау же пытался объяснить это выстроив теорию квантовой жидкости, двухжидкостной модели и основал это мнение на теме возбуждений-квазичастиц.
Он ввёл точку лямбды-λ, при которой гелий разделяется на две жидкости занимающих один и тот же объём.
Одна жидкость была сверхтекучей составляющей: не имела ни энтропии, ни вязкости.
Вторая же жидкость является нормальным состоянием обладающей и энтропией, и вязкостью.
В зависимости от температуры от 0 до точки λ колеблется соотношение этих двух компонентов, но чем ниже температура тем больше сверхтекучего гелия, также наоборот и с нормальным.
Рассмотрим механизмы двух типов Гелия:
1) Гелий 3 - сверхтекучесть в He3 возникает за счет спаривания фермионов в куперовские пары, аналогично механизму сверхпроводимости электронов в металлах (теория БКШ).
Два атома He3 притягиваются за счет обменного взаимодействия (флуктуаций спиновой плотности) и образуют составной бозон.
Температура перехода в сверхтекучесть = 0,0025К.
2) Гелий 4 - основной тип гелия; основано на статистике Бозе-Эйнштейна, поскольку атом He4 является бозоном(целый спин), то при опускании температуры ниже точки λ часть атомов переходит в квантовое состояние формируется единый квантовый макроскопический объект (Конденсат), который течёт согласованно.
Механизм квазичастиц
Вместо того чтобы рассматривать каждый атом, теория рассматривает жидкость как квантовый вакуум заполненный этими частицами побуждая коллективное возбуждение среды.
Фононы и Ротоны
Фонон соответствует звуковым колебаниям, а ротон вихревым квантовым микроскопическим движением атомов.
И, наконец-то,
критерий Ландау:
Сверхтекучесть возможна, если скорость течения жидкости меньше критической скорости Vc, где ε(p) - энергия элементарного возбуждения, а p - импульс.
❤15