科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)“負(fù)溫度”狀態(tài)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


本文由生物網(wǎng)為您整理提供:據(jù)國外媒體報(bào)道,物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)了處于“負(fù)溫度”(negative temperature)狀態(tài)的原子氣體。

在正溫度區(qū)間,處于低能級(jí)原子的數(shù)量要大于處于高能級(jí)原子的數(shù)量,這種分布模式在物理學(xué)中稱為“玻爾茲曼分布”。當(dāng)物體受到加熱的時(shí)候,其中的原子吸收能量會(huì)躍遷到較高的能級(jí)。所謂的“負(fù)溫度”是正溫度的反面,在負(fù)溫度下處于高能級(jí)原子的數(shù)量要大于處于低能級(jí)原子的數(shù)量。

來自德國慕尼黑大學(xué)的物理學(xué)家Ulrich Schneider說:“逆玻爾茲曼分布是物體處于負(fù)溫度的標(biāo)志,這正是我們所實(shí)現(xiàn)的。氣體的溫度實(shí)際上并沒有低于絕對零度,而是更熱,甚至比任何正溫度還要熱。按照定義,溫度在無限大處躍遷到負(fù)溫度區(qū)間。”

正如期望的那樣,處于負(fù)溫度的物體有非常奇怪的性質(zhì)。例如,通常情況下,熱量是從高溫物體流向低溫物體(高溫的物體冷卻,低溫的物體加熱),直到溫度相等為止。然而,熱量是從負(fù)溫度物體流向正溫度物體,處于負(fù)溫度的物體比處于正溫度的物體要熱。

負(fù)溫度另一個(gè)古怪的性質(zhì)與熵(entropy)有關(guān),熵是對一個(gè)系統(tǒng)有序性的度量。當(dāng)物體釋放熱量的時(shí)候,就會(huì)增加周圍物體的熵值,使它們變得更混亂。然而,當(dāng)處于負(fù)溫度的物體釋放熱量的時(shí)候,它可以吸收周圍物體的熵,使它們變得更有序。 


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