简介(英文名称 定义 相关知识)

学科历史与现状

同名图书(基本信息 内容简介 图书目录)

简介

英文名称

低温物理学

low-temperature physics

定义

低温物理学，又称低温学，是物理学的分枝，研究物质在低温下的物理现象的学科，有时也包括低温的获得和它的测量技术。而低温物理学的低温定义为−150°C, −238°F，123K或以下的温度。

低温物理学——是一门在低温条件下研究物质的物理性质的学科 。

相关知识

所谓低温通常是指低于液氮温度（77K） ，而更多更重要的低温现象则发生在液氦温度（4.2K）以下。使空气、氢气和氦气液化的技术，以及各种超低温技术的发展（见超低温技术），使人们获得了极低温和超低温的实验条件。在低温下物质的热学、电学和磁学性质均会发生巨大改变。例如固体比热容在某些温度下会突变；在足够低的温度下，原则上所有顺磁物质均可表现出铁磁性或反铁磁性(见磁介质)；金属的导电性明显提高，而半导体的导电性则大大降低。这些现象均与低温下的量子力学效应有关。

学科历史与现状

1908年H.卡末林 - 昂内斯首次实现了氦气的液化。液态氦当温度低于入点后从HeⅠ相转变为HeⅡ相，HeⅡ相具有超流动性，粘滞系数变为零，可无阻地通过毛细管，同时其热导率大大增加，约为入点以上温度时的3×106倍。1911年昂内斯首次发现一些金属在极低温度下呈现零电阻现象，称为超导电性 。1933 年 W.迈斯纳发现超导体具有完全抗磁性 ，体内磁场恒为零（见超导电性）。此外，在超导临界温度处超导体的比热容发生突变，超导态不存在温差电现象，等等。超流动性和超导体的这些奇异现象均与低温下的宏观量子现象密切相关，并均来源于低温下发生的某种有序化转变。对超流动性和超导电性的研究大大深化了人们对物质世界所循规律的认识 ，故一 直是低温物理学的研究重点 。对液态3He 和4He的性质的研究导致了新的致冷手段( 稀释致冷机 )的出现。对超导体各种性质及其应用的研究形成了超导物理学这一分支学科。以约瑟夫森效应为基础的超导器件的研究和应用形成了超导电子学这一新学科。1986年以后对高临界温度超导材料的研究和探索为超导应用展现了广阔前景。

物理学家不断寻找临界转变温度更高的超导材料，高温超导纪录不断被刷新。目前，高温超导已经成为凝聚态物理学中最热门的研究领域之一。

同名图书

基本信息

《低温物理学》（第2版）

作　者：曹列兆，阎守胜，陈兆甲 著

丛 书 名：中国科学技术大学精品教材·“十一五”国家重点图书·安徽省高等学校“十一五”省规划教材 冷配在线

出 版 社：中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312022616

出版时间：2009-07-01

版　次：2

页　数：462

装　帧：平装

开　本：16开

内容简介

2008年是中国科学技术大学建校五十周年.为了反映五十年来办学理念和特色，集中展示教材建设的成果，学校决定组织编写出版代表中国科学技术大学教学水平的精品教材系列.在各方的共同努力下，共组织选题281种，经过多轮、严格的评审，最后确定50种入选精品教材系列.1958年学校成立之时，教员大部分都来自中国科学院的各个研究所.作为各个研究所的科研人员，他们到学校后保持了教学的同时又作研究的传统.同时，根据“全院办校，所系结合”的原则，科学院各个研究所在科研第一线工作的杰出科学家也参与学校的教学，为本科生授课，将最新的科研成果融入到教学中.五十年来，外界环境和内在条件都发生了很大变化，但学校以教学为主、教学与科研相结合的方针没有变.正因为坚持了科学与技术相结合、理论与实践相结合、教学与科研相结合的方针，并形成了优良的传统，才培养出了一批又一批高质量的人才。

图书目录

总序

序言

第1篇 量子液体和量子固体

第1章 液体1He的超流动性

1.1 4He相图和λ相变

1.2 液体HeI和液体HeⅡ

1.2.1 粘滞系数和超流动性

1.2.2 热导

1.2.3 热一机械效应

1.2.4 比热

1.3 二流体模型和HeⅡ的性质

1.3.1 二流体模型

1.3.2 流体动力学方程

1.3.3 热一机械效应

1.3.4 第二声波

1.3.5 粘滞系数

1.3.6 ρn的直接测量

1.3.7 热传输

1.3.8 热流动量

1.4 液体HeⅡ中的元激发和Landau理论

1.4.1 液体HeⅡ的热力学性质

1.4.2 二流体模型的导出

1.4.3 液体HeⅡ中的耗散过程

1.4.4 色散曲线的实验和理论研究

1.5 液体HeⅡ中的波函数——Feynman理论

1.5.1 声子的波函数

1.5.2 高能量激发态的波函数

1.5.3 Feynman和Cohen的波函数

1.6 ：Bose-Einstein凝聚

1.6.1 London理论

1.6.2 Bogoliubov理论

1.6.3 理论的进一步发展

1.6.4 Bose凝聚的实验观察

1.7 旋转中的液氦和量子化涡线

1.7.1 旋转中的液体HeⅡ

1.7.2 转动液体HeⅡ的实验性质

1.7.3 涡线和环流量子化

1.7.4 环流量子化的实验验证

1.7.5 涡旋线列阵的实验观察

1.7.6 涡旋线与热激发的相互作用

1.7.7 超临界范围和湍流

1.7.8 临界速度

1.8 氦膜和多孔介质中的液氦

1.8.1 静态氦膜的厚度

1.8.2 吸附等温线

1.8.3 流动氦膜

1.8.4 第三声和第四声

1.8.5 不饱和氦膜

1.8.6 高压下多孔介质中液氦的超流动性

1.8.7 单层氦膜

第2章 液体。He的超流动性

2.1 正常液体3He的性质

2.1.1 正常液体3He的比热

2.1.2 正常液体3He的核磁化率

2.1.3 正常液体3He的输运性质

2.2 Landau费米液体理论

2.2.1 理想费米气体的性质

2.2.2 Landau费米液体理论

2.2.3 零声

2.2.4 Landau理论的进一步发展

2.3 液体3He的超流相

2.4 超流3He的基本实验性质

2.4.1 相变性质

2.4.2 比热

2.4.3 磁化率

2.4.4 核磁共振

2.4.5 持续流实验与临界速度V

2.4.6 超流3He的二流体性质

2.5 超流3He的理论

2.5.1 液体3He中的配对相互作用

2.5.2 超流态的波函数

2.5.3 自旋单一态（S=0）

2.5.4 三重态配对（S=1）

2.6 理论与实验的比较

2.6.1 相图

2.6.2 比热

2.6.3 磁化率

2.6.4 核磁共振

2.6.5 各向异性的超流密度

2.6.6 粘滞系数

2.6.7 超流3HeAl-相

2.6.8 声的传播

2.7 3HeA相中的织构

2.8 超流3He中的涡线

2.9 超流3He的约瑟夫逊（Josephson）效应

2.9.1 Josephson效应和超流弱连接

2.9.2 压强和质量流的测量

2.9.3 超流.Josephson振荡

2.9.4 质量流和相位的关系

2.9.5 Shapiro阶梯

2.9.6 DCSQUID

第3章 3He－4He混合液

3.1 3He－4He混合液的相图

3.2 3He在超流4He中的稀溶液

3.2.1 比热和磁化率

3.2.2 3He溶质原子在4HeⅡ中的渗透压

3.2.3 热冲效应和ρn的测量

3.2.4 稀溶液的理论——把3He溶质原子看成一种激发类型

3.3 稀溶液的动力学性质

3.3.1 粘滞系数ηn

3.3.2 热导率K

3.3.3 自旋扩散系数D

3.3.4 一声和二声

3.4 液体HeⅡ中的离子

3.5 气凝硅胶中的3He－4He混合液

第4章 量子固体

4.1 固氦的相图

4.2 晶体中的量子效应

4..3 固体3He中的核磁有序

4.3.1 核自旋的交换相互作用

4.3.2 固体3He的高温性质

4.3.3 固体3He中的核磁有序相变

4.3.4 有序相的磁结构

4.3.5 有序相的热力学性质

4.3.6 磁有序理论

4.4 量子固体中的杂质准粒子和空位

4.4.1 杂质准粒子——杂质子

4.4.2 杂质子和声子的相互作用

4.4.3 4He晶体中的空位

4.4.4 4He晶体中的空位

4.5 固体4He中空位超流动态的实验探索

4.5.1 塑性流实验

4.5.2 传统的超流实验方法

4.5.3 超声实验

4.5.4 热力学测量

4.5.5 粗摆的实验

……

第2篇 介观物理

第3篇 低温下固体的性质

参考文献