开尔文温标(三种温标分别为)
从预测到现实——超导材料的诞生原创2021-08-06 11: 52花式技术聊天
根据一个故事，1784年有一个英国化学家拉瓦锡 。一天，他突发奇想 。他觉得如果地球上的温度可以突然降低到一个很低的温度，那么空气体就不再作为一种看不见的流体存在，它就会回到液态 。他的预言在当时的科学界点燃了一把火 。很多人渴望用各种方法获得低温，把气体变成液体 。我们知道，18世纪末，拉瓦锡做预言的时候，科学研究水平还很低 。时至今日，我们根本无法想象当时科学家液化气体的难度有多大 。这听起来像一个神话 。许多人把他们的一生都献给了这项事业 。但是科学家是一群创造神话的人 。因为这个预言终于实现了 。
到了20世纪30年代，科学家们发现硫化氢和氯化氢等一些气体可以通过加压液化，但氧气、氢气和氮气没有液化的迹象 。以至于在随后的几十年里，人们想到了各种方法 。比如Aimee曾经把氧气和氮气密封在一个特制的钢瓶里，沉入1.6公里的海底，使压力超过200个标准大气压；维也纳一个叫纳特勒的医生也做了一个能够3000个标准大气压的容器来液化空气体，可惜没有成功 。于是那个时代的人就认为这种气体是不能液化的，是真正的“永久气体” 。
即便如此，人类也没有停止液化“永久气体”的努力 。终于在1877年，法国物理学家盖勒首次实现了氧气在“永久气体”中的液化，液氧的温度低至-140℃ 。接着在1898年，英国科学家杜瓦获得了温度为-252.76℃的液态氢 。第二年，杜瓦成功将液氢变为固氢，固氢温度低至-260℃ 。
在这个过程中还产生了新的温度标准，即开尔文温标 。开尔文温标中的零度是-273.16℃ 。是热力学的最低温度，也叫“绝对零度” 。1968年，荷兰物理学家欧内斯特在气体液化的研究中取得了更大的突破 。他成功液化了最难冷凝的氦，实现了几乎0 0K - 273.16℃的低温 。至此，人类终于完全实现了拉瓦锡的预言 。
一个惊人的发现:
拉瓦锡的预言实现了，但人们的探索不会停止 。因为气温如此之低 。在这么低的温度下，我们周围的各种物质的特性会发生变化吗？
【三大温标分别是 开氏温标】1910年，荷兰科学家欧内斯特开始研究低温下物质状态的变化 。1911年，他和他的学生在研究水银电阻和温度变化的关系时，发现当温度低于4K时，已经固化的水银电阻突然下降，变为零，这让艾格尼丝感到震惊 。水银的电阻会消失的无影无踪，即使是当时最有想象力的科学家也没想到在低温下会出现这种现象 。
为了进一步证实这一发现，他们进行了进一步的实验，用固体水银做了一个回路，让磁铁穿过回路，产生感应电流 。一般情况下，只要磁铁停止运动，回路中的电流就会因为电阻而立即消失 。但是当水银回路处于低于4K的低温时，即使磁铁停止运动，感应电流仍然存在 。这种奇怪的现象能持续多久？他们坚持定期测量 。经过一年的观察，他们得出结论，只要水星环的温度低于4K，电流就会长期存在，而且没有减弱的迹象 。
接着，Agnes在低温下对多种金属、合金和化合物材料进行了实验，发现它们中的很多都存在低温下电阻消失和感应电流长期存在的现象 。因为导体在正常情况下是有电阻的，Agnes把这种在低温下失去电阻的现象称为超导 。在一系列成功的实验后，艾格尼丝立即正式宣布了这一发现，并很快引起了科学界的关注，因此艾格尼丝获得了1913年的诺贝尔物理学奖 。
从此，这种神奇的材料展现在人们面前，引起了更多人的关注，并在一代又一代科学家的努力下取得了长足的进步 。它也逐渐融入我们现代生活的各个领域 。
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