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超导与超流动性绝对零度就是零下273.16摄氏度。以绝对零度作为零度标准的温度叫做开氏度。开氏度是没有零下的。温度是原子活动活跃程度的一个表现

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超导与超流动性

  绝对零度就是零下273 . 16摄氏度。以绝对零度作为零度标准的温度叫做开氏度。开氏度是没有零下的。温度是原子活动活跃程度的一个表现。原子活动越激烈,温度就越高。在绝对零度下,原子已经停止了活动,因此不可能有比绝对零度更低的温度。

  在进行低温研究时,科学家最常用的介质是液氦。氦的沸点是零下269摄氏度,而且在常压下不会结冰。因此,科学家通常用液氦来冷冻其他的物体,正如在常温下我们用水作为发动机的冷却液一样。

  液化氦气是荷兰科学家昂尼斯在1908年完成的,这是一个重要的成就。昂尼斯同时发现,在低温下,各种物体将会呈现出许多令人惊异的特性。例如科学家在此之前已经知道,水银的电阻会随着温度的降低而减小,但是在零下269摄氏度以下时才表现出超导性。目前被称为高温超导材料的是陶瓷材料。在零下150摄氏度时就能成为超导体。是否有常温下的超导体?到目前为止还没有,不过科学家们正在积极地寻找。

  超导体还有另一个特性:当超导体在磁场中被冷却到超导温度时,超导体内部的全部磁场会遭排斥。除了超导体表面之外,材料内部没有任何磁场。这就是所谓的迈斯纳效应,是由德国科学家迈斯纳和奥克森·费尔德在1933年发现的。

  低温给科学家带来的惊喜还不只这些。1938年,前苏联物理学家卡皮察以及加拿大科学家约翰·阿伦和奥斯汀·米塞纳发现,在零下271摄氏度时,液氦有着极好的导热性,是铜的200倍。而且,液氦还具有超流动性。

  任何液体都有黏度。例如蜂蜜和香波这样的液体就非常黏,流动很困难。另一些液体(例如水)的黏度就小得多。而在零下271摄氏度时,液氦的黏性几乎完全消失了,成为一种超流体。如果将液氦放在一个杯子里,那么我们能够看到液氦沿着杯子壁向上爬升,然后再从杯子口流出来。液氦的这一特性在检验管道的密封性能时特别有用,即使漏洞的直径只有两万分之一毫米,液氦也能从里面静静地流出来。

  1995年,美国科学家还验证了由爱因斯坦和印度科学家玻色在80年前提出的玻色——爱因斯坦凝聚状态。科学家们将2000个原子冷却在开氏十亿分之一度的状态下达10秒钟,发现这些原子丧失了自己的特性,完全无法分辨,成为一种“超原子”。原子的这种性状完全符合玻色——爱因斯坦凝聚状态的理论。

(1)

下列对“迈斯纳效应”这一概念的理解,准确的一项是

[  ]

A.

超导体在磁场中被冷却到一定温度时,超导材料的部分磁场被排斥。

B.

超导体在磁场中被冷却到绝对零度时,超导材料的全部磁场被排斥。

C.

超导体在磁场中被冷却到一定温度时,超导材料内部磁场被全部排斥。

D.

超导体在磁场中被冷却到绝对零度时,其表面及超导材料内部磁场被排斥。

(2)

下列不属于“低温给科学家带来的惊喜”的一项是

[  ]

A.

水银的电阻会随着温度的降低而减小。

B.

某些材料在磁场中被冷却到超导温度时磁场会遭排斥。

C.

在零下271摄氏度时,液氦有着超乎寻常的导热性。

D.

在零下271摄氏度时,液氦会成为一种超流体。

(3)

下列理解不符合原文意思的一项是

[  ]

A.

在零下269摄氏度以下时,水银成为超导体。

B.

陶瓷材料在高温下才能表现出超导性。

C.

到目前为止科学家还没有发现常温下的超导体。

D.

原子在接近绝对零度时出现凝聚状态,成为一种超原子。

▼优质解答
答案和解析
答案:1.C;2.A;3.B;
解析:
(1) A.“部分磁场被排斥”不合文意;B.“绝对零度”说法不当,被排斥的是内部磁场;D.“绝对零度”说法不当,表面磁场也未被排斥。 (2)   (1)在昂尼斯发现各种物体将会呈现出许多令人惊异的特性之前,“水银的电阻会随着温度的降低而减小”这一现象就已经被发现。   (2)“水银的电阻会随着温度的降低而减小”的现象是在“低温”条件下出现的。 (3) 首先,文章中的“高温超导材料”所说的“高温”是相对于绝对零度而言的,其温度并没有达到摄氏零度;其次,只要低于超导现象产生的临界温度,就会产生超导现象。
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