Fyzika extrémně nízkých teplot Libor Vysloužil PřF MU Absolutní nula ideálního plynu ldefinice: ljestliže v~0, pak T~0 Libor Vysloužil PřF MU > Etropie S lS – entropie- udává míru neuspořádanosti systému ldruhá věta termodynamická pro izolovaný systém: lv izolovaném systému entropie neklesá (tj. dokud systém není v rovnováze, entropie S roste a v rovnováze dosáhne maximální, konstantní hodnoty). lenergie se zachovává a entropie roste => energie nemůže sloužit jako kritérium samovolnosti. lClausiova nerovnost: lTeplota je mírou střední energie chaotických pohybů na úrovni molekul. Entropie je mírou neuspořádanosti – chaosu. Tyto dvě veličiny (teplo a teplota) souvisí Clausiovou nerovností. > > Třetí termodynamická věta lumožňuje určit absolutní hodnotu entropie lnulová změna entropie při vzniku sloučenin z prvků lNule termodynamické teploty se můžeme velmi přiblížit, leč 0 K je nedosažitelný limit. > Zajímavé vlastnosti lPři teplotách blížících se absolutní nule přestávají různé vlastnosti látek záviset na teplotě, příslušné fyzikální veličiny se tedy stávají konstantami, velmi často nulovými. l lmolární tepelné kapacity : l l lStejně se chovají i jiné veličiny jako viskozita elektrický odpor vodičů, magnetická susceptibilita látek lvyužití: supratekutost a supravodivost > > Nejnižší dosažené teploty 1) uchopení atomů do tzv. optické pinzety tvořené laserovými paprsky. 2) „polapení“ do magnetickooptické pasti. 3) adiabatické dekomprese, při němž síť magnetických polí odstranila teplejší atomy. 4)Stavová rovnice:zvyšujeme-li tlak, plyn se zahřívá, snižujeme-li tlak, dochází k ochlazování Rekord: září 2003 - Wolfgang Ketterle (MIT)- 450 pK Měření nízkých teplot lsledování velikosti stínu atomového mraku, který vzniká po osvětlování laserovým světlem l Libor Vysloužil PřF MU * Supratekutá látka nebo též supratekutina (z lat. supra = nad) je kapalina s nulovou viskozitou. Tato vlastnost se nazývá supratekutost. * Teplotu, při níž se daná látka stává supratekutou, nazýváme kritickou teplotou a ta je charakteristická pro daný materiál. * Atom He je jako celek boson=>neplatí pauliho vylučovací princip a proto k jevu supratekutosti dochází díky vzniku BEC. supratekutost Fázový diagram helia supravodivost jev kvantové mechaniky, při němž materiál neklade žádný zaznamenatelný odpor průchodu elektrického proudu Meisnerův jev:supravodič se v magnetickém poli chová jako dokonalé diamagnetikum MAGLEV l na bocích vagónů - supravodivé cívky- vytváří silné magnetické pole l Toto pole interaguje s polem na bocích kolejiště => vlak se vznáší lmagnety chlazeny kapalným dusíkem => vysokoteplotní supravodivost l Libor Vysloužil PřF MU Děkuji za pozornost