Второй звук. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Второй звук - слабозатухающие колебания температуры и энтропии в сверхтекучем гелии (HeII, см. Гелий жидкий). Существование второго звука обусловлено появлением дополнит. степеней свободы в HeII в результате фазового перехода гелия в сверхтекучее состояние (см. Звук в сверхтекучем гелии); в обычных же средах температурные колебания затухают на расстояниях порядка длины волны. Скорость распространения второго звука u₂ определяется из ур-ний гидродинамики сверхтекучей жидкости (в двухкомпонентной модели, см. Квантовая теория сверхтекучести ).Если пренебречь аномально малым для гелия коэф. теплового расширения, то в волне второго звука осциллируют только темп-pa T и энтропия S. а плотность r и давление р остаются постоянными. Распространение второго звука не сопровождается переносом вещества (поток вещества

), причём сверхтекучий и нормальный компоненты, имеющие плотности

, колеблются со скоростями

в противофазе относительно друг друга.

Второй звук можно также интерпретировать как колебания концентрации квазичастиц в сверхтекучем гелии. В чистом ⁴He это колебания в системе ротонов и фононов ,а в растворе ³He в HeII при низких темп-pax, когда число ротонов и фононов мало, это в осн. колебания концентрации примесных квазичастиц ³He, причём u₂существенно зависит от концентрации ³He в растворе. В точке перехода в сверхтекучее состояние (в

-точке) u₂ обращается в нуль. Температурная зависимость

(С - теплоёмкость гелия) для чистого ⁴He приведена на рис. При уменьшении температуры u₂ стремится к предельному значению

, где u₁ - скорость первого (обычного) звука в гелии. В растворах ³He-HeII при низких темп-pax величина u₂ близка (в меру малости концентрации ³He) к

где

- фермиевская скорость в системе примесных квазичастиц ³He. В вырожденных растворах ³He-⁴He скорость второго звука растёт с ростом магн. поля и при полной поляризации ядерной спиновой системы ³He превосходит своё значение в отсутствие поля примерно в

раза.

Вблизи поверхности Не II может распространяться поверхностный второй звук, т. е. колебания в системе поверхностных квазичастиц сверхтекучего гелия (т. н. рип-плонов).

В растворе ³He-Не II атомы ³He притягиваются к поверхности Не II и образуют связанную с поверхностью систему двумерных поверхностных квазичастиц. Наблюдавшийся в растворе ³He-He II поверхностный второй звук представляет собой колебания концентрации поверхностных примесных квазичастиц ³He.

По аналогии со вторым звуком в сверхтекучем гелии второй звук иногда называют также и колебания концентрации в газе др. квазичастиц, напр. в газе фононов твёрдого тела.

Существование второго звука и скорость его распространения предсказал Л. Тиса (L. Tisza, 1938). Второй звук в Не II был экспериментально обнаружен В. П. Пешковым (1944). Поверхностный второй звук, предсказанный А. Ф. Андреевым и Д. А. Компанейцем (1972), был наблюдён в растворе ³Не-Не II амер. учёными в 1974.

Знаете ли Вы, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.