Ciekły hel: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja nieprzejrzana][wersja nieprzejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
m próba wyjaśnienia delokalizacji w przestrzeni pędów, drobne redakcyjne
drobne poprawki, drobne merytoryczne
Linia 5:
Izotop helu <sup>4</sup>He po raz pierwszy skroplił [[Kamerlingh Onnes]] [[10 lipca]] [[1908]] roku. Ciekły <sup>4</sup>He jest stosowany w [[kriogenika|kriogenice]]; jest używany do chłodzenia [[nadprzewodnik|nadprzewodzących]] [[magnes]]ów stosowanych w spektroskopii [[MRI]] i [[NMR]].
 
Temperatura skraplania helu jest bardzo niska dlatego, że przyciąganie pomiędzy atomami jest bardzo słabe. Oddziaływania międzycząsteczkowe są słabe, ponieważ hel jest [[gazy szlachetne|gazem szlachetnym]], a więc układem zamkniętpoowłokowym[[układ zamkniętopowłokowy|zamkniętopowłokowym]]. Jedyne zatem oddziaływanie przyciągające, które może występować pomiędzy atomami helu, to oddziaływanie dyspersyjne, a jest ono bardzo słabe. Ewentualna kondensacja jest dodatkowo utrudniona przez efekty kwantowe (nieoznaczoność położenia) atomów, którektóra jest ważneistotna, ponieważ hel ma małą [[masa atomowa|masę atomową]].
Niewielka masa powoduje, że energia drgań zerowych wokół położenia równowagi osiąga relatywnie znaczne wartości.
Lokalizacja atomów helu w przestrzeni położeń (potrzebna do utworzenia kryształu) powoduje delokalizację atomów helu w przestrzeni pędów, co powoduje "ucieczkę" atomów helu z położenia równowagi. Zachowanie takie wyjaśnia [[mechanika kwantowa|kwantowomechaniczna]] [[zasada nieoznaczoności]] Heisenberga. Dopiero wzrost ciśnienia, powodujący wzrost stromości potencjału oddziaływań międzyatomowych, może spowodować lokalizację atomów helu wystarczającą do utworzenia kryształu.
Pod ciśnieniem atmosferycznym hel pozostałby ciekły nawet w temperaturze [[zero bezwzględne|zera bezwzględnego]]. W wystarczająco niskiej temperaturze, zarówno <sup>3</sup>He jak i <sup>4</sup>He przechodzą w stan [[nadciekłość|nadciekły]] (zobacz tabelę poniżej).