超導與超流動性閱讀答案

General 更新 2024年12月22日

  在低溫下,液氦會呈現出許多令人驚異的特性,液氦有著極好的導熱性,還具有超流動性。以下是小編為你整理的,希望能幫到你。

  《超導與超流動性》閱讀材料

  絕對零度就是零下273.16攝氏度。以絕對零度作為零度標準的溫度叫做開氏度。開氏度是沒有零下的。溫度是原子活動活躍程度的一個表現。原子活動越激烈,溫度就越高,在絕對零度下,原子已經停止了活動,因此不可能有比絕對零度更低的溫度。

  在進行低溫研究時,科學家最常用的介質是液氦。氦的沸點是零下269攝氏度,而且在常壓下不會結冰。因此,科學家通常用液氦來冷凍其他的物體,正如在常溫下我們用水作為發動機的冷卻液一樣。

  液化氦氣是荷蘭科學家昂尼斯在1908年完成的,這是一個重要的成就。昂尼斯同時發現,在低溫下,各種物體將會呈現出許多令人驚異的特性。例如科學家在此之前已經知道,水銀的電阻會隨著溫度的降低而減小,但是在零下269攝氏度以下時才表現出超導性。目前被稱為高溫超導材料的是陶瓷材料。在零下150攝氏度時就能成為超導體。是否有常溫下的超導體?到目前為止還沒有,不過科學家們正在積極地尋找。

  超導體還有另一個特性:當超導體在磁場中被冷卻到超導溫度時,超導體內部的全部磁場會遭排斥。除了超導體表面之外,材料內部沒有任何磁場。這就是所謂的邁斯納效應,是由德國科學家邁斯納和奧克森費爾德在1933年發現的。

  低溫給科學家帶來的驚喜還不止這些。1938年,前蘇聯物理學家卡皮察以及加拿大科學家約翰•阿倫和奧斯汀•米塞納發現,在零下271攝氏度時,液氦有著極好的導熱性,是銅的200倍。而且,液氦還具有超流動性。

  任何液體都有黏度。例如蜂蜜和香波這樣的液體就非常黏,流動很困難。另一些液體例如水的黏度就小得多。而在零下271攝氏度時,液氦的黏性幾乎完全消失了,成為一種超流體。如果將液氦放在一個杯子裡,那麼我們能夠看到液氦沿著杯子壁向上爬升,然後再從杯子口流出來。液氦的這一特性在檢驗管道的密封效能時特別有用,即使漏洞的直徑只有兩萬分之一毫米,液氦也能從裡面靜靜地流出來。

  1995年,美國科學家還驗證了由愛因斯坦和印度科學家玻色在80年前提出的玻色—愛因斯坦凝聚狀態。科學家們將2000個原子冷卻在開氏十億分之一度的狀態下達10秒鐘,發現這些原子喪失了自己的特性,完全無法分辨,成為一種“超原子”。原子的這種性狀完全符合玻色—愛因斯坦凝聚狀態的理論。

  《超導與超流動性》閱讀題目

  1. 下列對“邁斯納效應”這一概念的理解,準確的一項是

  A. 超導體在磁場中被冷卻到一定溫度時,超導材料的部分磁場被排斥。

  B. 超導體在磁場中被冷卻到絕對零度時,超導材料的全部磁場被排斥。

  C. 超導體在磁場中被冷卻到一定溫度時,超導材料內部磁場被全部排斥。

  D. 超導體在磁場中被冷卻到絕對零度時,其表面及超導材料內部磁場被排斥。

  2. 下列不屬於“低溫給科學家帶來的驚喜”的一項是

  A. 水銀的電阻會隨著溫度的降低而減小。

  B. 某些材料在磁場中被冷卻到超導溫度時磁場會遭排斥。

  C. 在零下271攝氏度時,液氦有著超乎尋常的導熱性。

  D. 在零下271攝氏度時,液氦會成為一種超流體。

  3. 下列理解不符合原文意思的一項是

  A. 在零下269攝氏度以下時,水銀成為超導體。

  B. 陶瓷材料在高溫下才能表現出超導性。

  C. 到目前為止科學家還沒有發現常溫下的超導體。

  D. 原子在接近絕對零度時有可能出現凝聚狀態,成為一種超原子。

  4. 根據本文提供的資訊,以下推斷正確的一項是

  A. 隨著科學技術的發展,人們有可能創造比零下273.16攝氏度更低的溫度。

  B. 溫度與原子活動活躍程度密切相關,溫度越高,表明原子活動就越激烈。

  C. 因為氦在常壓下不會結冰,所以人們通常用液氦作為發動機的冷卻液。

  D. 由於液氦具有超流動性特點,日常生活中人們用它來檢驗管道的密封效能。

  《超導與超流動性》閱讀答案

  1. C

  2. A

  3. B

  4. B


  

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