载体结构特征对流体超流动性的影响

摘要

流体流动过程是一个流体与载体（例如管道或金属晶格）相互作用的过程;流体流动过程所表现的特征，如粘滞性或超流动性，与流体与环境的相互作用特征有关;而流动特征的变化除了受流体自身状态特征的影响，还与载体特征以及流体与载体相互作用特征的变化有关。
　　粘滞性由流体和载体特征以及热力学因素共同决定，消除粘滞性向超流动性的转变也必然是这些因素共同作用变化的结果。
　　朗道液氦超流理论与BCS超导理论，都是基于流体自身的元激发能谱展开讨论，依据这一元激发能谱特征，利用朗道超流判据判定流体是否具有超流动性。然而这些理论依据的元激发能谱最为流体自身元激发能谱引入，没有包含或只间接包含了少量的载体特征因素，使这些理论很难体现全部载体诸多因素多流体流动特性变化的影响，从而无法研究不同载体下超流动的差异性（如不同成分结构的超导体的差异性）。
　　本文从分析相互作用系统之间能量转化入手，分析影响流体流动过程中影响流体流动特征的因素，结果表明:流体的整体流动能量的转移与转化与流体和载体的物理特征和热力学因素都有关系;在低激发态情形表现为与流体和载体的元激发能谱或者与流体和载体作为一个整体的元激发能谱特征有关。
　　因此，本文将朗道超流判据中的流体元激发能谱重新解释为流体和载体的元激发能谱或流体和载体作为一个整体的元激发能谱。
　　本文最后讨论了影响载体的（如管道）表面状态的因素，并唯象给出了一个与半径有关的载体元激发能谱，并讨论了这一元激发能谱对超流临界速度的影响。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 量子流体

1．2 液氦的超流动性

1．2．1 极低的粘滞阻力

1．2．2 很高的热传导率

1．2．3 热机械效应或喷泉效应

1．2．4 氦膜爬壁现象

1．2．5 超流液氦的临界速度

1．3 超导体中的电子

1．3．1 超导的发现和基本现象

1．3．2 低温超导和基本的实验现象

1．3．3 高温超导

2．量子流体理论现状及局限性

2．1 伦敦纯经典电磁理论

2．2 二流体模型及朗道超流判据

2．2．1 二流体模型

2．2．2 朗道超流判据

2．3．BCS超导理论

2．4 以朗道超流判据为基础的超流理论的局限性

2．5 计算元激发能谱的方法

3 流体流动过程中的能量转移转化及影响流体粘滞性的因素

3．1 相互作用系统的哈密顿量

3．2 一般流体系统的能量转化

3．3 导体系统中电子流体与环境的能量转化

3．4 影响粘滞性的因素分析

3．4．1 影响一般流体粘滞性的因素

3．4．2 影响电流系统电阻的因素

4 正常流体与超流体之间的转变

4．1 低温下相互作用系统低激发态对系统性质的影响

4．2 超流动性判据

4．3 正常导体到超导体的转变

4．4 一般流体的超流判据

5 载体表面的元激发能谱及其对临界速度的影响

5．1 电子在晶体中的表面势

5．2 电子的表面态

5．2．1 表面态的原因和特征

5．2．2 表面电子态和表面共振态

5．2．3 金属，半导体，介质中的表面态

5．2．4 塔姆态和肖克莱态

5．3 表面现象对表面能谱的影响

5．3．1 弛豫

5．3．2 重构

5．3．3 吸附和偏析

5．3．4 扩散

5．3．5 氧化

5．3．6 缺陷

5．4 管壁成分与结构以及管内径对对超流临界速度的影响

5．4．1 管壁成分与结构以及管内径对毛细管元激发能谱的影响

5．4．2 与管径相关的唯象元激发能谱及对超流临界速度影响

5．5 结论

参考文献

个人简历

致谢