第四种传导热的方式被发现?(物理教科书将被改写)
我要新鲜事2023-05-17 21:43:590阅
在初中物理课上,声、光、电、力、热都涉及。 讲热力学时,老师们通常说传热有三种方式:热传导、热对流、热辐射。首先我们需要知道一切都是由粒子组成的。 但粒子本身并没有静止不动,它们在左右摇摆。科学家们发现,在同等条件下,物体温度越高,分子整体运动越剧烈,反之亦然。 也就是说,分子整体的动能与温度有关。 科学家使用分子的平均动能来描述温度。 分子的平均动能越高,温度越高,反之亦然。
一般来说,热能实际上是从高温向低温传递的。 其中热传导的本质是动能从一个分子到另一个分子的传递;热对流是指流体的宏观运动引起流体各部分之间的相对位移,冷热流体会相互混合,从而实现传热的过程;热辐射是指物体通过电磁辐射传递热量,太阳辐射是一种典型的热辐射。我们会发现,以往的传热方式都可以通过宏观的手段来观察。 但长期以来,一个无形的“幽灵”困扰着该领域的科学家。 如果要在真空中实现传热,按照上面提到的三种方法,目前只能通过电磁波。 如果没有电磁波,能否实现传热。
事实上,科学家们早就发现,在纳米尺度上,承载大型集成电路器件的电子元件传递的热量高于理论激素。 近日以物理学家张翔为首的研究生课题组通过实验证实,在纳米尺度上,真空声子传热发生在真空环境中,是一种全新的传热方式。 他们还在 Nature 上发表了相关的学术论文。 这里补充一下,这里的“声子”是一个译名,它的传输不需要介质,是在真空状态下完成的。
要理解这个过程,我们必须先谈谈量子力学。 在量子力学的框架下,真空不是空的,而是非常活泼的。 根据量子力学,我们知道真空中虽然没有实粒子,但有虚粒子。 虚粒子不是单独出现,而是成对出现,一正一负,会在极短的时间内湮灭。
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