绝对零度 编辑
绝对零度是热力学的最低温度,是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度。绝对零度是仅存于理论的下限值,其热力学温标写成0K,约等于摄氏温标零下273.15度或华氏温标零下459.67度。
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温度是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点和测量温度的基本单位。温度理论上的高极点是“普朗克温度”,而理论上的低极点则是“绝对零度”。“普朗克温度”和“绝对零度”都是无法通过有限步骤达到的。目前国际上用得较多的温标有摄氏温标、华氏温标 、热力学温标和国际实用温标。
开尔文是温度的计量单位。它是国际单位制的七个国际单位制基本单位之一,符号为K。以开尔文计量的温度温度标准称为热力学温标,其零点为绝对零度。在热力学的经典表述中,绝对零度下所有热运动停止。1开尔文定义为水的三相点与绝对零度相差的⁄273.16。水的三相点是0.01℃,因此温度变化1摄氏度,相当于变化1开尔文。
温度是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点和测量温度的基本单位。温度理论上的高极点是“普朗克温度”,而理论上的低极点则是“绝对零度”。“普朗克温度”和“绝对零度”都是无法通过有限步骤达到的。目前国际上用得较多的温标有摄氏温标、华氏温标 、热力学温标和国际实用温标。
塔曼温度,也称泰曼温度。
根据固体物理学的晶格动力学理论,在绝对零度下,构成固体晶格的原子/离子在其平衡位置附近振动。作为研究晶格振动与化学反应相关性的先驱之一,泰曼发现,随着温度上升,原子/离子在平衡位置附近的振幅越来越大,原子/离子离开平衡位置,扩散加强。在较低温度下,固体发生相变,从一种固体状态变成另外一种,如果温度继续增加,温度足够大,固体融化。
固体发生相变期间,晶格中各个原子开始松动,化学反应性质更强,为了大致描述晶格的松动程度,泰曼引入温度a,a等于固体温度Ts与其熔化温度Tm的比值,后来,为纪念泰曼,a即为泰曼温度。
普朗克温度,以德国物理学家马克斯·普朗克命名,是温度的单位,简记为




T

P




{\displaystyle T_{P}}

。它属于自然单位制中的普朗克单位,在该单位制下,普朗克温度被定为



1


{\displaystyle 1}

绝对零度被定为



0


{\displaystyle 0}

。举例来说,



0







C

=
273.15


K

=
1.9279
×

10


30




T

P




{\displaystyle 0\,^{\circ }\mathrm {C} =273.15\,\mathrm {K} =1.9279\times 10^{-30}\,T_{P}}

。根据标准宇宙学模型,普朗克温度是温度的基础上限,在这温度下,现代科学理论失效,而目前还没有被接受的量子重力理论来做解释。据现时的物理宇宙学,普朗克温度是宇宙在大爆炸理论第一个瞬间的温度。
价带,或称价电带,是绝对零度下的固体中之电子所在最高能量的区域,若给价电带上的电子一个高于能隙的能量,该电子便会跳到传导带中。
凝固是指在温度降低时,物质由液态变为固态的过程,物质凝固时的温度称为熔点。目前已知的液体几乎都可以在低温时凝固成为固体,氦是唯一的例外,常压下在绝对零度时仍为液体,需加压才能凝固为固体。
海克·卡末林·昂内斯,荷兰物理学家,和诺贝尔奖得主列表。他利用林德-汉普逊循环来研究材料在冷却到接近绝对零度时的行为,然后在 1908 年首次液化氦气。他还在1911年发现了超导性。
玻色–爱因斯坦凝聚是玻色子原子在冷却到接近绝对零度所呈现出的一种气体的、超液体的物质状态。1995年,麻省理工学院的沃夫冈·凯特利与科罗拉多大学博尔德分校的埃里克·康奈尔和卡尔·威曼使用气态的铷原子在170 n热力学温标的低温下首次获得了玻色-爱因斯坦。在这种状态下,几乎全部原子都聚集到能量最低的量子态,形成一个宏观的量子状态。
沃尔夫冈·克特勒,德国物理学家,现任麻省理工学院物理学教授。他的研究专注在冷原子的捕捉,以使这些原子接近绝对零度。在1995年时,他所领导的团队,成为首先获得玻色-爱因斯坦凝聚的团队之一。由于这些研究,使他与埃里克·康奈尔以及卡尔·威曼,因“在碱金属原子稀释气体中玻色-爱因斯坦凝聚的成就,以及关于凝聚特性的早期基础研究”,共同获颁2001年诺贝尔物理学奖,三人平分奖金。