Второго звука скорость

Второго звука скорость 570, 571, 579, 807, 854 [c.927]

Эксперименты показали, что в жидком гелии И наряду с обычным звуком, имеющим скорость порядка 240 м/сек, действительно распространяется второй звук, скорость которого, в полном согласии с теорией Л. Д. Ландау, изменяется от 20 м/сек при 1,36° К до 3—4 м/сек при 2,18° К. При дальнейшем повышении температуры, когда гелий II переходит в гелий I, второй звук исчезает. [c.323]

Во втором звуке скорость т связана со скоростью нормального движения соотнощением w = [c.84]

Уравнения, однако, сильно упрощаются в физически интересном случае не слишком больших скоростей (малой величиной предполагается отношение скоростей к скорости второго звука — 141). [c.716]

Ф и г. 25. Зависимость скорости второго звука от температуры. [c.808]

Дальнейшие сведения о типе двухжидкостной модели, подходящ,ей для описания Не II, можно получить из измерений второго звука под давлением. Согласно теории Ландау, сверхтекучая компонента должна быть свободна от всех возбуждений, фононы же и ротоны связаны только с нормальной компонентой. Уже отмечалось, что быстрый рост скорости звука в этой модели должен наблюдаться в области, где энтропия фононов становится доминирующей. Так как под давлением это будет иметь место при более низкой температуре, соответственно должно сместиться и начало быстрого роста скорости 2. Более того, согласно формуле Ландау (14.2), при абсолютном нуле скорость второго звука должна быть пропорциональна скорости первого звука, и, поскольку последняя с давлением возрастает, кривые скорости для различных давлений должны пересекаться при низких температурах. [c.854]

Пытаясь согласовать результаты измерений Пешкова по скорости второго звука с выводами своей теории, Ландау отметил, что предложенное вначале соотношение между импульсом и энергией не приводит к правильным результатам. Поэтому он предложил видоизмененный энергетический спектр (приведенный на фиг. 24), в котором импульсы ротонов группируются вблизи некоторой величины р , в окрестности которой соотношение между импульсом и энергией имеет вид [c.877]

Пешкова измерение скорости второго звука 808 [c.930]

Если скорость эжектируемого газа в сечении запирания равна скорости звука (критические режимы работы эжектора), то> увеличение площади сечения приводит к тому, что поток эжектируемого газа становится сверхзвуковым, и скорость его продолжает увеличиваться. В результате переноса механической энергии из сверхзвукового эжектирующего потока в сверхзвуковой эжектируемый первый поток тормозится, второй ускоряется, скорости потоков сравниваются по величине и могут остаться сверхзвуковыми в выходном сечении камеры, если не возникнет скачок уплотнения. Таким образом, сверхзвуковой режим течения смеси становится возможным только при критическом режиме работы эжектора. [c.530]

В каналах постоянного сечения изменения давления и скорости обусловлены только наличием сопротивлений и происходят следующим образом. Если начальная скорость потока меньше скорости распространения звука, то давление по длине канала убывает, а скорость возрастает. Если же начальная скорость потока больше скорости распространения звука, то давление по длине канала возрастает, а скорость убывает. Ни в первом, ни во втором случаях скорость потока в канале не может стать равной скорости звука. Скорость звука может быть достигнута только в месте внезапного сужения канала (для случая, когда начальная скорость меньше скорости звука), или в месте внезапного расширения (для случая, когда начальная скорость больше скорости звука). [c.120]

При нек-рых условиях в газе тепловых Ф. можно возбудить волны фо-нонной плотности, т. н. второй звук, скорость к-рого С С/ / з, где с — скорость обычного звука в кристалле. Второй звук впервые наблюдался в жидком гелии. [c.372]

Если в каком-нибудь месте стац онарно движущийся газ подвергается слабому возмущению, то влияние этого возмущения распространяется затем по газу со скоростью (относительно самого газа), равной скорости звука. Скорость же распространения возмущения относительно неподвижной системы координат складывается из двух частей во-первых, возмущение сносится потоком газа со скоростью v и, во-вторых, распространяется относительно газа со скоростью с в некотором направлении п. F a -смотрим для простоты однородный плоско-параллельный поток газа с постоянной скоростью v. Пусть в некоторой (неподвижной в пространстве) точке О газ подвергается малому возмущению. Скорость V + распространения исходящего из точки О возмущения (относительно неподвижной системы координат) различна в зависимости от направления единичного вектора п. Все возможные ее значения мы получим, отложив из точки О вектор V, а из его конца, как из центра, построив сферу радиуса с векторы, проведенные из О в точки этой сферы, и определят [c.442]

Здесь U2— местное значение скорости второго звука, меняющееся от точки к точке профиля волны вместе с отклонением бГ температуры от ее ранг.овесного значения. Разлагая uj по степеням бГ, получим [c.728]

Первые эксперименты по распространению тепловых волн в жидком гелии ( второй звук ) при температурах ниже 1° К былп выполнены Пелла-мом и Скоттом [266], а также Аткинсом и Осборном [267]. Хотя в обоих экспериментах теплоизоляция была очень плохой и хорошего равновесия между гелием и солью не достигалось, однако было показано, что скорость второго звука ниже 1° К быстро возрастает и что импульсы второго звука при этих температурах значительно размываются. Выполненные позже эксперименты де-Клерка, Хадсона и Пеллама [268] п Крамерса, ван-Пески, Вибса, ван-ден-Бурга и Гортера[269] показали, что теоретическое предельное значение скорости второго звука ири абсолютном нуле, найденное Ландау и равное [c.570]

В обоих экспериментах излучатель и приемник состояли из пленочных угольных сопротивлений. Де-Клерк, Хадсон и Пеллам иснользовали прямоугольные импульсы с несущей частотой 22,5 кгц. Ежесекундно генерировалось 88 импульсов длительностью 80—100 мксек каждый. С целью уменьшения подвода тепла Крамере и др. пользовались одиночными импульсами длительностью 20 мксек. Приемник в обоих случаях был присоединен к осциллографу. На экране наблюдались одновременно и передаваемый, и принимаемый импульсы. Скорость второго звука могла быть определена по сдвигу этих импульсов во времени. Картина регистрировалась фотографически. [c.570]

Де-Клерк, Хадсон и Пеллам нашли, что при температурах выше 0,5° К скорость второго звука стремится к постоянному значению, равному vjY3. Однако при более низких температурах она вновь возрастает (см. фиг. 101). Принимаемый имиульс вблизи 1° К очень узок. В области между 0,8 и 0,5° К он размывается, однако при температурах ниже 0,5° К ширина его снова мало меняется с температурой. Для импульсов очень малой энергии размытие меньше, чем в случае импульсов большой энергии. [c.570]

Картину явления, наблюдавшуюся при более низких температурах (ниже 0,5° К), удается объяснить на основе предположения о том, что при этих температурах длина свободного пробега фононов становится порядка длины волны второго звука или порядка размеров полости. В этом случае вообще не имеет смысла говорить о втором звуке. Резкий передний край принимаемого импульса может быть обусловлен фононами, приходящими прямым путем со скоростью v . Значение v , полученное во всех трех трубках (если ввести запаздывание в 8 мксек, вызванное, возможно, тепловыми сопротивлениями, обнаруженными Капицей, на поверхностях нагревателя и термометра), составляет 236 i- 4 м/сек, что находится в хорошем согласии со значением Чейса и Херлина, приведенным выше. Большое размытие пмпульса, по-видимому, обусловлено фононами, приходящими к приемнику после большого числа столкновений со стенками и диффузного рассеяния на них. [c.571]

Мейпер и Херлин [270] выполнили измерения скорости второго звука в жидком гелии, находящемся под давлением. Их прибор мало отличался от прибора де-Клерка, Хадсона и Пеллама результаты также не очень сильно отличались от данных, полученных ири нормальном давлении. Время отогрева носле размагничивания состав.ляло всего лишь 3—4 мин. Было найдено, что увеличение давления приводит к уменьшению скорости второго звука при более высоких температурах, но к возрастанию ее при более низких температурах. Последнее связано с тем фактом, что число фононов при постоянной температуре убывает с повышением давления. [c.571]

Исследования были выиолнены со смесями, концентрация Не в которых менялась от 0,017 до 4,30%. При температурах выше 1" К скорость второго звука возрастала с ростом 1 онцентрацип максимум скорости ( 35 м/сек) был найден при температурах чуть ниже Г" К. При более низких температурах несколько уменыналась с увеличением концентрации. Практически не было обнаружено никакого размытия импульсов прн температурах ниже 0,6 К. [c.579]

Наиболее далеко идущим прогнозом, следующим из модели Тисса, явилось предсказание существования тепловых волн в жидкости—явления, ставшего впоследствии известным под названием второго звука . Формальное рассмотрение двух взаимопроникающих жидкостей, обладающих разной энтропией, приводит к волновому уравнению для неоднородностей температуры вместо диссипативного уравнения теплопроводности. Тисса предположил поэтому, что нарушения равновесной концентрации двух жидкостей будут выравниваться посредством волнового движения, а но посредством диффузии. Это волновое движение, как и следовало ожидать, будет несколько похоже на акустический звук с той существенной разницей,, что при этом не будет происходить заметных колебаний плотности жидкости. Вместо них будут наблюдаться колебания относительной плотности двух жидкостей, т. е. колебание температуры. С этой точки зрения подходящим параметром для характеристики диссипации тепловых импульсов в Не II является не теплопроводность вещества, а скорость распространения в нем тепловых волн. На основании своей модели Тисса предположил, что эта скорость будет возрастать от нуля в Х-точке до максимума примерно при 1,5" К и затем уменьшаться при дальнейшем нонижении температуры. [c.803]

Результаты ранних измерений скорости второго звука Пешкова крестики), Лейна кружки) и результаты теории Тнсса (сплошная криваи). [c.808]

Спустя десять лет со времени проведения этой работы, появилось огромное количество как экспериментальных, так и теоретических работ по жидкому гелию. Был выяснен ряд спорных вопросов, и к нашим знаниям об этом явлении было добавлено множество новых подробностей. Глубже исследовался вопрос о критических скоростях и о возникновении трения, кроме того, изучались явления, связанные с вязкостью и со вторым звуком. Создается, однако, впечатление, что никаких новых открытий, которые можно было бы поставить в один ряд с перечисленными выше, сделано не было. Здесь, возможно, следует упомянуть о точных измерениях теплоемкости гелия ниже 1° К, которые проводили в 1952 г. Крамере, Васшери Гортер [52]. Они [c.810]

Для низких температур результаты Капицы хорошо согласуются с данными по теплоемкости, хотя в общем они очень завышены, чтобы быть убедительными. Позднейшие данные, полученные в Оксфорде, систематически отклоняются от величин Крамерса, Васшера и Гортера, однако само отклонение невелико и не дает оснований сомневаться в согласии величин, полученных из измерений теплопереноса и теплоемкости. При температуре 1,2° К расхождение между значениями, учитывающими и не учитывающими фононную энтропию, равно 30%, тогда как величины Бруэра, Эдвардса и Мендельсона нигде не обнаруживают отклонений, больших+ 3%, в интервале температур от 1,2 до 1,7° К. Рассмотрение этих результатов вместе с данными по скорости второго звука не оставляет сомнений в том, что сверх текучая компонента не несет не только энтропии аномальных возбуждений, но и энтропии фононов. Хотя одно это и нельзя еще рассматривать как доказательство правильности теории Ландау, однако ясно, что это противоречит модели, предложенной Тисса. [c.826]

Первый звук. После открытия температурных волн в жидком Не И стало общепринятым в отличие от второго звука говорить об обычных звуковых волнах, т. е. о распространении колебаний плотности, как о первом звуке. Впервые скорость первого звука измерили в 1938 г. Финдли, Питт и др. [123] на частоте 1,338 мггц. Измерения проводились от точки кипения гелия (4,2° К) до 1,76° R. [c.849]

Свои результаты Аткинс и 1ейс экстраполировали к абсолютному нулю и получили значенио скорости звука 237( + 2) ж/сек-. Эта величина иредстав-ляет известный интерес в связи с формулой Ландау (14.2), связывающей скорости первого и второго звука при абсолютном нуле. [c.850]

Хотя обнаруженные Пелламом н Скоттом рост скорости и.,, казалось, подтверждал теорию Ландау, уже наблюдения Аткинса и Осборна при самых низких температурах дали значение и , слегка превышающее предсказанную Ландау величину Bi/ /3. Это расхождение еще более увеличилось после работы де-Клерка, Хадсона и Пеллама, показавшей, что предсказанная Ландау величина отличается от найденной ими величины по меньшей мере на 40 о. Ряд авторов пришел, однако, к выводу, что причина такого расхождения обусловлена, по-видимому, но недостатками теории Ландау, а тем, что измерения ниже 1° К могут вовсе не соответствовать истинной скорости второго звука. В качестве возможной причины завышения измеряемых во- [c.852]

ЛИЧИН скорости 2 при низких температурах выдвигалось наблюдавшееся Осборном при болос высоких температурах распространение ударных воли второго звука. Другой причиной, приводяидей к расхождению между экспериментом и теорией, может быть большая длина свободного пробега фононов. [c.853]

Весь этот вопрос в целом недавно исследовал Крамере и др. [131] в Лейдене. Изучалось прохождение тепловых импульсов в трубках различных размеров, причем при наинизшей температуре также было получено большое значение Нд около 200 м1сек. Oбп ий вид температурной зависимости скорости второго звука оказался аналогичным полученному де-Клерком, Хадсоном и Пелламом. Авторы сочли удобным обсуждать наблюдавшиеся явления в трех темнературвых интервалах ниже 0,5° К, от 0,5 до 0,7° К и выше 0,7° К. Это деление соответствует двум областям довольно плавного изменения скорости и области резкого ее возрастания, заключенной между ними. Крамере обнаружил, что форма приходящего импульса заметно меняется при поиижеиип температуры, причем три выбранных интервала температур примерно соответствуют трем различным типам импульсов, показанных на фиг. 73. [c.853]

Выше 0,7° К импульс еще достаточно острый, но при понижении температуры 01 постепенно расширяется. Это соответствует затуханию, предсказанному Халатниковым для этой области температур. Распространение импульса здесь можно еще рассматривать как распространение волн второго звука. Ниже 0,5° К первоначальная форма импульса полностью теряется. Можно различить только передний фронт, который при наинпзших температурах движется со скоростью, близкой к скорости первого звука. В этой области длина свободного пробега фонопов становится настолько большой. [c.853]

Определение скорости второго звука при различных давлениях провели Херлин и его сотрудники [132]. Наиболее вал<ные результаты этой работы представлены на фиг. 74. Для ясности приводятся только кривые скорости и для давления насыщенных паров и давлення 14,2 атм. Оба эффекта, которые следовало ожидать из теории Ландау, здесь ярко выражены. [c.854]

Распад произвольного разрыва. Понятие произвольного разрыва вводится следующим образом. Пусть имеется некая плоскость, которая делит пространство, заполненное газом, на две части. В каждой из областей параметры газа постоянны, но отличаются друг от друга. Если величины, характеризующие состояние газа слева и справа от границы раздела, никак не связаны друг с другом, т. е. заданы произвольно, то говорят о произвольном разрыве. Произвольный разрыв, вообще говоря, распадается на два возмущения, которые распространяются в противоположные стороны. Такими возмущениями могут быть либо две ударные волны, либо ударная волна и волна разрежения, либо две волны разрежения. При распаде разрыва не могут возникнуть две ударные волны, распространяющиеся в одну сторону. В самом деле, в задаче нет никакого характерного размера, поэтому рещение должно быть автомодельным, т. е. зависеть только от одной переменной х//. На плоскости X, t все возмущения должны исходить из одной точки. Скорость распространения волн должна быть постоянной. Две ударные волны из одной точки в одну сторону распространяться не могут они обязательно догонят друг друга, поскольку скорость первой из них меньше скорости звука относительно газа за ней, а скорость второй больще скорости звука относительно газа перед ней. Слияние ударных волн противоречит условию автомодельности. По той же причине при распаде разрыва не могут образоваться ударная волна и волна разрежения, распространяющиеся в одну сторону, равно как и две волны разрежения. [c.64]

I Ito, в частност1[, приводит к тому, что второй звук в Л -фазе взаимодействует со снииовыми волнами и скорость его гораздо больше, чем в фазах А и JJ. Благодаря этому второ звук в 1-фазе экспериментально наблЕодать гораздо легче, чем в др. фазах. [c.426]

Как и всякая обычная жидкость, нормальная компонента обладает вязкостью, обусловленной взаимодействием квазичастиц между собой. Нормальная компонента течёт со скоростью так что масса в сверхтекучем Не переносится с двумя скоростями полный поток частиц I = Р4У3 - - Рп п- Когерентное сверхтекучее движение не обладает антропией. Всё тепловое движение в сверхтекучей жидкости связано с её нормальной составляющей. Конвективный обратимый перенос энтропии, характерный для нормальных жидкостей, в сверхтекучей жидкости осуществляется нормальной комио-нентой со скоростью и может происходить без переноса массы, т. е. при = р,п, р дп = 0. Это приводит к существованию двух типов колебаний (звуков) в объёме сверхтекучего Не помимо обычного звука — колебаний плотности и тока (т. и. первый звук), возможно распространение колебаний иного типа — второго звука, представляющего собой волны энтропии, или температурные волны (см. Звук в сверхтекучем гелии). [c.454]

В экспериментах Лоусона и Фейербанка теплопроводность в основном определялась нормальными процессами, но скорость релаксации при таких процессах нельзя было найти из проведенного анализа. Имеются, однако, другие методы оценки величины tn получаемые с их помощью результаты можно сравнить с результатами Бермана и др. [23, 24]. Величину рассеяния вследствие N-процессов можно найти непосредственно как по увеличению рассеяния на границах в условиях пуазейлевского течения (см. 3 гл. 7), так Иу по характеристикам второго звука (волновое движение, при котором происходят колебания плотности фононов). Из таких экспериментов и по анализу теплопроводности величину тм можно выразить как функцию отношения Qo/T, где 0о — значение температуры Дебая, соответствующее теплоемкости вблизи абсолютного нуля. Из экспериментов по второму звуку и пуазейлевскому течению для существенных фононов получаем значение tn порядка 1О 2(0о/7) с, в то время как из измерений теплопроводности находим значение для степени Qo/T между 4 и 5 и меньшее значение соответствующей постоянной. [c.132]

Модифицировав установку так, что импульс мог прикладываться к одному концу ненапряженного стержня с поперечным сечением 9 см и длиной 1,60 м, снабженного металлическими наконечниками, но, используя ту же хронометрическую технику, Экснер исследовал зависимость скорости звука от температуры при нулевом напряжении в начальной области. Эти результаты, приведенные в табл. 92, показывают, что в начальной области, так же как и вблизи нейтральной точки, разделяющей первую и вторую области, скорость звука уменьшается с повышением температуры. Опровергнув таким образом предположение Шмулевича, Экснер не потрудился сравнить касательный модуль, определенный в квазистатических и вибрационных опытах со своими результатами, полученными в опытах по распространению волн. [c.409]

Хочется указать, что развитие авиационной техники также уско-ренно идет вцеред. Если за период с 1925 по 1945 г. максимальные скорости самолетов-рекордсменов увеличились почти в два раза, то за та-кой же период с 1945 по 1965 г. максимальные скорости возросли более чем В три раза. В настоящее время, когда представляется возможным говорить О пилотируемых космических аппаратах, имеющих скорость несколько превосходящую вторую космическую скорость, становится ясным, что ни ракеты, ни космические корабли не могут заменить самолета как транспортного и военного средства, имеющего свою специфику как в процессе разработки, так и при испытаниях и эксплуатации. Скорости военных и пассажирских самолетов растут и будут расти. По-видимому, будут созданы пассажирские самолеты со скоростями полета до 1 км сек. Эта скорость превосходит скорости артиллерийских снарядов массовых артиллерийских систе] периода второй миро вой войны. Прогресс авиационной техники требует новых открытий в области аэродинамики и термодинамики, Создания новых конструкционных материалов и совершенствования авиационных двигателей. Революционные преобразования должна пережить динамика самолета. Для гиперзвуковых скоростей полета ( превосходящих в 4—8 раз скорость звука) особое значение приобретают прямоточные воздушно-реактив ные двигатели. [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...