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低温下的传奇故事

一、城市生活中的低温

1、2016年将是一个冷冬,因为这是一次剧烈厄尔尼诺后的冬天,在北半球会出现较严重的寒流和暴风雪,这种现象叫做拉尼娜(La Nina),这个词是拉丁语中小女孩的意思。

2、城市生活的人不用为拉尼娜过分担忧,整个城市保障系统帮我们抗住寒冬,我们能预测自然灾害靠得是主流科学中的结论。

二、挑战南极点

1、人类第一次到达南极是以一场竞赛的形式,双方是挪威的阿蒙森和英国的斯科特,最终阿蒙森最先到达,顺利返程;斯科特第二个到达,但返程时牺牲。斯科特牺牲前食物和燃料都已经耗尽,而他们离补给站只差17公里。

2、斯科特的失利有几个因素,摩托雪橇全部失灵,矮种马全都冻死,补给站没按预定位置铺设,遇到南极夏天多场剧烈暴风雪,临时增加队伍人数,补给站燃料泄漏严重。

3、斯科特在生命最后阶段忠实记录了所有过程,一直保留着16公斤的岩石标本,他团队的奥次在冻掉一个脚趾的情况下,告别了团队,独自走向暴风雪中迎接死亡。这些都是人类探险中伟大的勇气,他们都是英雄。

三、锡在低温下会“生病”

1、金属锡在室温下是常见金属状态,叫做白锡,在室温低于13℃时会变成同分异构体灰锡,灰锡的样子和石墨粉末差不多,白锡中锡原子排布形状属于四方晶系中的一种,灰锡中原子的排布属于立方晶系,这个转变具有“传染性”,接触到灰锡的白锡也会引发晶格类型的转变。

2、沙皇统治下的俄国也曾经因为用锡做军大衣的扣子闹出过误会,沙皇以为有人玩忽职守做出了衣服,但实际是因为俄国的低温导致扣子全部转变成灰锡。

3、金属原子排布规律直到1911年才被劳厄、布拉格父子俩发现,他们采用的是X射线晶体衍射的方式。因为原子间距的尺寸和X光波长在一个数量级,所以X光会出现绕过障碍物的情况,也就是衍射。

4、现在就连生物学家分析蛋白质、胎、氨基酸、DNA序列时,都需要熟练应用X光衍射分析,如果再加上光谱分析,我们就可以知道一个给定晶体的成分和结构了。

四、继续降温会怎样

1、气态液态继续降温会变成固态,但气态和液态实际属于一种状态,他们之间的过渡是平滑的,固态和他们才有本质区别,固态中会突然出现长程有序,会消失很多对称性。

2、锡在更低的温度下会变成超导体,这个温度是3.7K,这时他的电阻会全部消失,这种情况最早发现于1911年5月,同时被发现有超导现象的还有汞,铅。

3、如果给一个手指粗,篮球直径大的线圈通上1安电流,线圈如果处于超导状态,里面电流至少需要经过1000亿年才会衰减到零。

4、在外加电场的情况下,电子本应该顺着电场方向运动,但是在物质中,原子核的热运动会严重影响电子顺一个方向行进,这种干扰在宏观上看就是电阻。在超低温下原子核受到影响极为剧烈,但电子的运动对温度不敏感,于是干扰不存在了,从宏观上看就是电阻消失了。

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