Техника - молодёжи 1941-04, страница 22

О. ПИСАРЖЕВСКИЙ

Рисунки Л. СМЕХОВА

Когда исследователь открывает новое явление, он ищет слово, которым его можно назвать.

Наука вводит все новые и новые слова, чтобы описать все богатство открываемого, покоряемого и пересоздаваемого нами мира. Одних только электротехнических терминов в современном словаре свыше двадцати тысяч...

Но основных, фундаментальных свойств вещества не так уж много. Они все наперечет.

Прочность! Изучение прочности минералов, металлов, древесины, стекла и пластмасс, поиски закономерностей, которым подчиняется это свойство, позволяют нам сейчас уверенно строить многоэтажные здания, корабли, турбины и

|: мосты.

Упругость! Это свойство вещества — основная характеристика всякого технического материала. Мы рано знакомимся с упругостью, например, играя в мяч или спуская пружину курка игрушечного пистолета.

Электропроводность! С установлением этого свойства связано деление веществ на проводники, полупроводники и изоляторы. Это основная характеристика электротехнических материалов.

Стоит ли продолжать наш перечень?

Открытие и объяснение каждого из основных фундаментальных свойств вещества составляли в свое время эпоху в нашем познании : природы.

Есть свойства вещества, уже от-[ крытые, но еще не объясненные. ; Такова сверхпроводимость, обнару-i женная голландцем Камерлинг-Он-I несом в 1911 году в лаборатории Лейденского университета. Сверхпроводимость была осторожно охарактеризована физиками как такое состояние металла, при котором его электрическое сопротивление не может быть измерено даже самыми чувствительными способами. Это означает, что практически оно не отличается от нуля. По сверхпро

воднику — куску металла, охлажденного жидким гелием до температуры минус .269° — ток течет без всяких потерь. Электроны — носители тока — никак не взаимодействуют с кристаллической решеткой вещества, ничем не тормозятся в своем движении.

Как это возможно? Что при этом происходит с электронами? Что происходит с кристаллической решеткой? Этого не знает еще никто.

И вот в том же царстве глубоко-то холода, в области, близкой к абсолютному нулю, обнаружено еще одно новое, неизвестное до сих пор свойство вещества — сверхтекучесть.

Этот новый термин введен в 1937 году академиком П. Л. Капицей. Сверхтекучесть означает отсутствие вязкости у жидкого гелия при очень низких температурах. Течение жидкости, лишенной вязкости, ничем не тормозится. Этот поток не иопытьгвает никакого внутреннего сопротивления своему движению, как не испытывает сопротивления электрический ток, проходя по сверхпроводнику.

В истории этого открытия строгая целеустремленность поисков сочетается с волнующей неожиданностью находки.

Если вдуматься, легко понять, что именно в области низких температур можно ждать проявлений новых свойств вещества.

Прежде всего, эта область очень велика.

Для того чтобы правильнее и нагляднее оценивать температуру, откажемся от условного температурного нуля — точки таяния льда. Опустившись от этой точки до минус 273°, мы подойдем вплотную к той границе, у которой почти совсем приостанавливается тепловое движение малейших частиц вещества. Это и есть так называемый абсолютный нуль. Ученые подобрались к нему очень близко — на тысячные доли градуса. Но достиг

нуть абсолютного нуля никогда не удастся, так как тепловое движение до конца приостановиться не может.

Вот от этой границы вести счет температур правильнее, чем от случайно выбранной температуры таяния льда. От абсолютного нуля можно итти только в одну сторону, отмечая градусами лишь усиление теплового движения. И «холод» —- ведь это на самом деле условное понятие. По существу, надо говорить не о холоде, а об очень малом количестве тепла, заключенного в теле.

Так, например, говоря точно, жидкий гелий — не очень теплая жидкость. Температура его кипения, считая от абсолютного нуля, составляет всего 4,2°. Температура жидкого водорода 20° от абсолютного нуля. Лед тает при 273° выше абсолютного нуля.

Таким образом, для перехода от привычной шкалы температур Цельсия к шкале абсолютных температур нужно прибавить 273° к показаниям обыкновенного ртутного термометра. По абсолютной шкале (которую часто называют шкалой Кельвина, так как она предложена этим знаменитым английским ученым') температура сильно нагретой комнаты составит 273° (точка таяния льда) плюс 27° (комнатная температура по Цельсию) — всего 300° К (Кельвина).

Свинец расплавляется при температуре 593° от абсолютного нуля. Эта температура всего в два раза больше комнатной.

Серый чугун плавится при температуре 1673° К. Чтобы расплавить чугун, нужно лишь упятерить komi-натную температуру.

Температура на поверхности Солнца равна приблизительно 6000° К: она всего лишь в двадцать раз больше комнатной.

В то же время одна из самых низких, достаточно точно измеренных температур 0,05° К меньше комнатной температуры уже в шесть тысяч раз.