ати 3 Не і 4Не, то вони знайшли спосіб знизити температуру ще нижче - всього до декількох тисячних кельвіна. br/>
В В
Навіщо знадобилося змішувати ці ізотопи? Одне з очевидних міркувань: чистий 4Не надтекучого, а при тих же температурах 3Не - ні. Стали складати суміші різного складу з цих ізотопів і дивитися, що ж вийде, а заодно дослідити їх фізичні властивості. І тут виникло питання номер один: а чи будуть взагалі змішуватися ці рідини? Відповідь могла дати тільки експеримент, і виявилося, що й тут результат вийшов несподіваним. Якщо температура вище ~ 0,8 К, то при будь-якому співвідношенні змішуються частин обидва гелію утворюють однорідний розчин. Але, якщо температура стає нижче, то можна приготувати або слабкий розчин 3Не в 4Не, або слабкий розчин 4Не в 3Не. Гранична концентрація залежить від температури. p> Щоб показати цю залежність, побудуємо діаграму, подібну діаграмі фазового стану (рис. 7). По осі абсцис будемо відкладати х - відносну концентрацію 3Не в 4Не. Очевидно, х може змінюватися лише в межах від 0 до 1, значить, поле діаграми обмежене. А по осі ординат буде відкладена температура. Нанесемо тепер ліворуч лінію, що відповідає граничній концентрації 3Не в 4Не, а праворуч - зворотному випадку. Ці лінії сходяться тільки в одній точці при К. На діаграмі вийшов "дзвін", що обмежує область концентрацій і температур, при яких не може існувати однорідний розчин 3Не і 4Не. p> Що ж буде, якщо ми, наприклад, змішаємо рівні об'єми газоподібних 3 Не і 4Не, а потім охолодити цю суміш до температури, скажімо, 0,5 К? Ми бачимо, що точка з такими координатами потрапляє всередину "дзвони". І тоді з'явиться дві різні рідини. Одна - майже чистий 3Не, в якому всього ~ 10% 4Не, інша - 4Не з ~ 20% домішки 3Не. перша суміш має меншу щільність, і вона спливає. Відбувається розшарування, зовсім як в суміші бензин - вода, і кордон між рідинами можна чітко побачити (рис. 8 7.4). br/>В В
А як же щодо надплинності? Виявляється, важка фракція - надтекучого, легка - ні. А там, де розшарування припиняється, можна провести-лінію, що розділяє області, де є і де немає надплинності. звичайно ж, при х = 0 вона впирається в вісь ординат у точці. А домішка 3Не заважає надплинності - вона призводить до зниження температури переходу. p> У цих розчинів є чудова властивість. Виявилося, що при максимальна можлива концентрація 3Не в 4Не не падає до нуля, а залишається рівною ~ 6,5%. Це дозволило створити дуже ефективну холодильну машину, звану кріостат розчинення, з допомогу якої вдається отримувати температури нижче 10-2 К. [3]
Висновок
Низькі температури дуже важливі в нашому житті. Навколишній нас космос - це природний гігантський холодильник, що не дає нам згоріти від пекучих променів сонця. Але і створений людиною рукотворний холод знайшов немало застосувань: це і отримання кисню для сучасної металургії, і величезні надпровідні магн...
