El helio II se "arrastrará" por las superficies para encontrar su propio nivel; después de un breve tiempo, los niveles en los dos contenedores se igualarán. La película Rollin también cubre el interior del contenedor más grande; si no estuviera sellado, el helio II se deslizaría hacia afuera y se escaparía.El helio líquido se encuentra en fase superfluida. Mientras permanece en esa fase, sube por la pared interior del vaso como una película fina. Luego baja por la parte exterior y forma una gota que caerá en el líquido que se encuentra debajo. Se formará otra gota, y así sucesivamente, hasta que el vaso quede vacío.
Una película de Rollin , llamada así en honor a Bernard V. Rollin, es unaPelícula líquida de helio de 30 nm de espesor en estado helio II . Presenta un efecto de "arrastre" en respuesta a superficies que se extienden más allá del nivel de la película ( propagación de ondas ). El helio II puede escapar de cualquier recipiente no cerrado arrastrándose hacia los capilares de los gases y finalmente evaporándose desde ellos.10 a 100 nm o más.
Las películas Rollin están involucradas en el efecto fuente , donde el helio superfluido se filtra de un recipiente como si fuera una fuente. Tienen una alta conductividad térmica .
La capacidad de los líquidos superfluidos de atravesar obstáculos que se encuentran a un nivel superior se conoce a menudo como efecto Onnes , en honor a Heike Kamerlingh Onnes . El efecto Onnes es posible gracias a las fuerzas capilares que dominan la gravedad y las fuerzas viscosas.
Las ondas que se propagan a través de una película de Rollin se rigen por la misma ecuación que las ondas de gravedad en aguas poco profundas, pero en lugar de la gravedad, la fuerza restauradora es la fuerza de van der Waals . La película sufre un cambio en el potencial químico cuando varía el espesor. Estas ondas se conocen como tercer sonido .
Espesor de la película
El espesor de la película se puede calcular mediante el balance de energía. Consideremos un pequeño elemento de volumen de fluido que se encuentra a una altura desde la superficie libre. La energía potencial debida a la fuerza gravitacional que actúa sobre el elemento de fluido es , donde es la densidad total y es la aceleración gravitacional. La energía cinética cuántica por partícula es , donde es el espesor de la película y es la masa de la partícula. Por lo tanto, la energía cinética neta viene dada por , donde es la fracción de átomos que son condensado de Bose-Einstein . Minimizar la energía total con respecto al espesor nos proporciona el valor del espesor: [1]
^ Huang, K. (2017). Un universo superfluido. World Scientific.
Fairbank HA; Lane CT (octubre de 1949). "Velocidades de película de Rollin en helio líquido". Physical Review . 76 (8): 1209–1211. Bibcode :1949PhRv...76.1209F. doi :10.1103/PhysRev.76.1209.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
BV Rollin y F. Simon (1939). "Sobre el fenómeno de la "película" del helio líquido II". Physica . 6 (2): 219–230. Bibcode :1939Phy.......6..219R. doi :10.1016/S0031-8914(39)80013-1.
David Goodstein (5 de julio de 1969). "Tercer sonido y el inicio de la superfluidez en películas de helio no saturado" (PDF) . Physical Review . 183 (1): 327–334. Bibcode :1969PhRv..183..327G. doi :10.1103/PhysRev.183.327.
Enlaces externos
Vídeo de la propiedad en acción
Vídeo: Helio líquido, superfluido: demostración de la transición del punto Lambda/paradoja de la viscosidad/modelo de dos fluidos/efecto fuente/película de Rollin/segundo sonido (Alfred Leitner, 1963, 38 min.)
