超低温技术顺磁盐绝热去磁
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发布时间：24分钟前
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时间：9分钟前
超低温技术中，顺磁盐绝热去磁，也被称为磁冷却。顺磁盐的特性在于其内部含有铁或稀土族元素，这些元素的3d或4f电子壳层未满，导致它们具有磁矩。在温度高于顺磁盐的磁有序特征温度θ，即磁有序化温度时，离子间的相互作用较弱，体系呈现出无序的偶极子状态。
当温度下降至θ时，偶极子会自发取向，系统的熵S会减小。在高温状态下，如果在液氦（4He或3He）浴中预先冷却顺磁盐至Ti温度，然后在液氦浴保持热交换的同时施加外磁场Bi，会促使偶极子选择性取向，进一步降低体系的熵。在这个过程中，释放出的磁化热会被液氦吸收，导致熵值下降。
接着，通过与环境隔绝热量并逐渐降低磁场至Bi或零，可以实现显著的降温效果，最终得到的温度可能达到Ti或接近初始温度T0。外磁场的强度和顺磁盐的磁有序化特性温度θ直接影响绝热去磁所能达到的低温极限。1933年，W.F.吉奥克通过这项实验首次实现了千分之几开尔文的低温，这标志着超低温技术的重要突破。
扩展资料
获得接近于绝对零度低温的技术。C.von林德最先利用节流膨胀的焦耳-汤姆孙效应，制成空气液化机（空气中氮的临界温度为126.2K，氧的临界温度为154.8K)。并于15年创办了大型液化空气工厂，18年H.卡末林。昂内斯以液态空气预冷氢，利用焦耳-汤姆孙效应使氢气液化（氢的临界温度为33.3K）。1908年昂内斯用液氢作预冷使最难液化的氦液化（氦的临界温度为5.3K）。1934年P.卡皮察制成了不需液氢只用液氮预冷的氦液化机。液氦在 1大气压的沸点为4.2K，用减压蒸发法可得0.5K以下的低温。
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超低温技术中，顺磁盐绝热去磁，也被称为磁冷却。顺磁盐的特性在于其内部含有铁或稀土族元素，这些元素的3d或4f电子壳层未满，导致它们具有磁矩。在温度高于顺磁盐的磁有序特征温度θ，即磁有序化温度时，离子间的相互作用较弱，体系呈现出无序的偶极子状态。
当温度下降至θ时，偶极子会自发取向，系统的熵S会减小。在高温状态下，如果在液氦（4He或3He）浴中预先冷却顺磁盐至Ti温度，然后在液氦浴保持热交换的同时施加外磁场Bi，会促使偶极子选择性取向，进一步降低体系的熵。在这个过程中，释放出的磁化热会被液氦吸收，导致熵值下降。
接着，通过与环境隔绝热量并逐渐降低磁场至Bi或零，可以实现显著的降温效果，最终得到的温度可能达到Ti或接近初始温度T0。外磁场的强度和顺磁盐的磁有序化特性温度θ直接影响绝热去磁所能达到的低温极限。1933年，W.F.吉奥克通过这项实验首次实现了千分之几开尔文的低温，这标志着超低温技术的重要突破。
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获得接近于绝对零度低温的技术。C.von林德最先利用节流膨胀的焦耳-汤姆孙效应，制成空气液化机（空气中氮的临界温度为126.2K，氧的临界温度为154.8K)。并于15年创办了大型液化空气工厂，18年H.卡末林。昂内斯以液态空气预冷氢，利用焦耳-汤姆孙效应使氢气液化（氢的临界温度为33.3K）。1908年昂内斯用液氢作预冷使最难液化的氦液化（氦的临界温度为5.3K）。1934年P.卡皮察制成了不需液氢只用液氮预冷的氦液化机。液氦在 1大气压的沸点为4.2K，用减压蒸发法可得0.5K以下的低温。
