दूसरी ध्वनि

From alpha
Jump to navigation Jump to search

दूसरी ध्वनि एक क्वांटम यांत्रिक घटना है जिसमें गर्मी हस्तांतरण प्रसार के अधिक सामान्य तंत्र के बजाय तरंग समीकरण जैसी गति से होता है। इसकी उपस्थिति से बहुत अधिक तापीय चालकता उत्पन्न होती है। एन्ट्रापी और तापमान की तरंग गति के कारण इसे दूसरी ध्वनि के रूप में जाना जाता है[1]हवा (ध्वनि) में दबाव तरंगों के प्रसार के समान है। दूसरी ध्वनि की घटना का वर्णन पहली बार 1941 में लेव लैंडौ द्वारा किया गया था।[2] सामान्य ध्वनि तरंगें किसी पदार्थ में अणुओं के विस्थापन और घनत्व में उतार-चढ़ाव होती हैं;[3][4] दूसरी ध्वनि तरंगें कण जैसे तापीय उत्तेजनाओं (रोटन और फोनन) के घनत्व में उतार-चढ़ाव हैं[5]). दूसरी ध्वनि किसी भी प्रणाली में देखी जा सकती है जिसमें अधिकांश फोनन-फोनन टकराव गति को संरक्षित करते हैं, जैसे अति तरल [6] और कुछ ढांकता हुआ क्रिस्टल में[1][7][8] जब उमक्लैप प्रकीर्णन छोटा हो। (उमक्लैप फोनन-फोनन स्कैटरिंग क्रिस्टल जाली के साथ गति का आदान-प्रदान करता है, इसलिए फोनन गति संरक्षित नहीं होती है।)

हीलियम II में

दूसरी ध्वनि तरल हीलियम में लैम्ब्डा बिंदु, 2.1768 केल्विन से नीचे के तापमान पर देखी जाती है, जहां हीलियम-4|4वह एक सुपरफ्लुइड बन जाता है जिसे हीलियम#हीलियम II के नाम से जाना जाता है। हीलियम II में किसी भी ज्ञात सामग्री की तुलना में उच्चतम तापीय चालकता है (तांबे से कई सौ गुना अधिक)।[9] दूसरी ध्वनि को या तो स्पंदन के रूप में या गुंजयमान गुहा में देखा जा सकता है।[10] दूसरी ध्वनि की गति लैम्ब्डा बिंदु के पास शून्य के करीब है, जो बढ़कर लगभग 1.8 K के आसपास 20 मीटर/सेकंड हो जाती है।[11] सामान्य ध्वनि तरंगों की तुलना में लगभग दस गुना धीमी।[12] 1 K से नीचे के तापमान पर, तापमान घटने के साथ हीलियम II में दूसरी ध्वनि की गति बढ़ जाती है।[13] दूसरी ध्वनि सुपरफ्लुइड हीलियम-3 में उसके लैम्ब्डा पॉइंट 2.5 mK के नीचे भी देखी जाती है।[14] द्वि-द्रव के अनुसार दूसरी ध्वनि की गति बतायी जाती है

कहाँ तापमान है, एन्ट्रापी है, विशिष्ट ऊष्मा है, सुपरफ्लुइड घनत्व है और सामान्य द्रव घनत्व है. जैसा , , कहाँ सामान्य (या प्रथम) ध्वनि गति है।

अन्य मीडिया में

दूसरी ध्वनि ठोस में देखी गई है 4वह और 3वह,[15][16] और तापमान में Bi जैसे कुछ ढांकता हुआ ठोस पदार्थों में 780 ± 50 मीटर/सेकेंड के वेग के साथ 1.2 से 4.0 K की सीमा,[17] या NaF लगभग 10 से 20 K.[18] 2019 में यह बताया गया कि साधारण ग्रेफाइट 120 केल्विन पर दूसरी ध्वनि प्रदर्शित करता है। इस सुविधा की सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की गई थी और प्रयोगात्मक रूप से देखी गई थी, और यह अब तक का उच्चतम तापमान था जिस पर दूसरी ध्वनि देखी गई है।[19] हालाँकि, यह दूसरी ध्वनि केवल सूक्ष्म पैमाने पर ही देखी जाती है, क्योंकि तरंग तेजी से समाप्त हो जाती है विशेषता लंबाई 1-10 माइक्रोन। इसलिए, संभवतः सही तापमान व्यवस्था में ग्रेफाइट में असाधारण रूप से उच्च तापीय चालकता होती है लेकिन केवल 10 माइक्रोन के क्रम की दूरी के ताप दालों को स्थानांतरित करने के उद्देश्य से, और 10 नैनोसेकंड के क्रम की अवधि के दालों के लिए। अधिक सामान्य ताप-स्थानांतरण के लिए, ग्रेफाइट की देखी गई तापीय चालकता, उदाहरण के लिए, तांबे की तुलना में कम है। हालाँकि, सैद्धांतिक मॉडल भविष्यवाणी करते हैं कि आइसोटोपिक रूप से शुद्ध ग्रेफाइट में लंबी अवशोषण लंबाई देखी जाएगी, और शायद व्यापक तापमान सीमा पर, उदाहरण के लिए। यहां तक ​​कि कमरे के तापमान पर भी. (मार्च 2019 तक, उस प्रयोग को अभी तक आज़माया नहीं गया है।)

2021 में यह प्रभाव कोस्टरलिट्ज़-थूलेस ट्रांज़िशन सुपरफ्लुइड में देखा गया था[20] साथ ही जर्मेनियम सेमीकंडक्टर में भी[21][22]


अनुप्रयोग

दूसरी ध्वनि की गति मापना 3वह-4वह मिश्रण हो सकता है 0.01-0.7 K रेंज में थर्मामीटर के रूप में उपयोग किया जाता है।[23] ऑसिलेटिंग सुपरलीक ट्रांसड्यूसर (ओएसटी)[24] अतिचालक रेडियो फ्रीक्वेंसी में दोषों का पता लगाने के लिए दूसरी ध्वनि का उपयोग करें।[25][26]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 Srinivasan, R (June 1999). "Second Sound: The Role of Elastic Waves" (PDF). Resonance. 4: 15–19. doi:10.1007/bf02834631. S2CID 124849291.
  2. ↑ Landau, L. (1941). Theory of the superfluidity of helium II. Physical Review, 60(4), 356.
  3. ↑ Feynman, Richard (4 October 2011). भौतिकी पर फेनमैन व्याख्यान. Basic Books. ISBN 978-0465024933.
  4. ↑ Feynman. "आवाज़। तरंग समीकरण". feynmanlectures.caltech.edu. Caltech. Retrieved 20 July 2021.
  5. ↑ Smith, Henrik; Jensen, H. Hojgaard (1989). "Section 4.3: Second Sound". Transport Phenomena. Oxford University Press. ISBN 0-19-851985-0.
  6. ↑ Srinivasan, R (March 1999). "Second Sound: Waves of Entropy and Temperature" (PDF). Resonance. 3: 16–24. doi:10.1007/BF02838720. S2CID 123957486.
  7. ↑ Prohofsky, E.; Krumhansl, J. (1964). "दूसरा- ढांकता हुआ ठोस में ध्वनि प्रसार". Physical Review. 133 (5A): A1403. Bibcode:1964PhRv..133.1403P. doi:10.1103/PhysRev.133.A1403.
  8. ↑ Chester, M. (1963). "ठोसों में दूसरी ध्वनि". Physical Review. 131 (5): 2013–2015. Bibcode:1963PhRv..131.2013C. doi:10.1103/PhysRev.131.2013.
  9. ↑ Lebrun, Phillipe (July 17, 1997). Superfluid helium as a technical coolant (PDF) (LHC-Project-Report-125). CERN. p. 4.
  10. ↑ Van Der Boog, A. G. M.; Husson, L. P. J.; Disatnik, Y.; Kramers, H. C. (1981). "Experimental results on the velocity of second sound and the viscosity in dilute 3He-4He mixtures". Physica B+C. 104 (3): 303–315. Bibcode:1981PhyBC.104..303V. doi:10.1016/0378-4363(81)90176-5.
  11. ↑ Wang, R. T.; Wagner, W. T.; Donnelly, R. J. (1987). "हीलियम II में परिशुद्धता द्वितीय-ध्वनि वेग माप". Journal of Low Temperature Physics. 68 (5–6): 409–417. Bibcode:1987JLTP...68..409W. doi:10.1007/BF00682305. S2CID 120789592.
  12. ↑ Lane, C.; Fairbank, H.; Fairbank, W. (1947). "तरल हीलियम II में दूसरी ध्वनि". Physical Review. 71 (9): 600–605. Bibcode:1947PhRv...71..600L. doi:10.1103/PhysRev.71.600.
  13. ↑ De Klerk, D.; Hudson, R.; Pellam, J. (1954). "1K से नीचे दूसरा ध्वनि प्रसार". Physical Review. 93 (1): 28–37. Bibcode:1954PhRv...93...28D. doi:10.1103/PhysRev.93.28.
  14. ↑ Lu, S.; Kojima, H. (1985). "Observation of Second Sound in Superfluid ^{3}He-B". Physical Review Letters. 55 (16): 1677–1680. Bibcode:1985PhRvL..55.1677L. doi:10.1103/PhysRevLett.55.1677. PMID 10031890.
  15. ↑ Ackerman, C.; Bertman, B.; Fairbank, H.; Guyer, R. (1966). "ठोस हीलियम में दूसरी ध्वनि". Physical Review Letters. 16 (18): 789–791. Bibcode:1966PhRvL..16..789A. doi:10.1103/PhysRevLett.16.789.
  16. ↑ Ackerman, C.; Overton, W. (1969). "Second Sound in Solid Helium-3". Physical Review Letters. 22 (15): 764–766. Bibcode:1969PhRvL..22..764A. doi:10.1103/PhysRevLett.22.764.
  17. ↑ Narayanamurti, V.; Dynes, R. (1972). "बिस्मथ में दूसरी ध्वनि का अवलोकन". Physical Review Letters. 28 (22): 1461–1465. Bibcode:1972PhRvL..28.1461N. doi:10.1103/PhysRevLett.28.1461.
  18. ↑ Jackson, H.; Walker, C.; McNelly, T. (1970). "NaF में दूसरी ध्वनि". Physical Review Letters. 25 (1): 26–28. Bibcode:1970PhRvL..25...26J. doi:10.1103/PhysRevLett.25.26.
  19. ↑ Huberman, S.; Duncan, R.A. (2019). "100 K से ऊपर के तापमान पर ग्रेफाइट में दूसरी ध्वनि का अवलोकन". Science. 364 (6438): 375–379. arXiv:1901.09160. Bibcode:2019Sci...364..375H. doi:10.1126/science.aav3548. PMID 30872535. S2CID 78091609.
  20. ↑ Christodoulou P, Gałka M, Dogra N, et al. (10 June 2021). "बीकेटी सुपरफ्लुइड में पहली और दूसरी ध्वनि का अवलोकन". Nature. 594 (7862): 191–194. arXiv:2008.06044. Bibcode:2021Natur.594..191C. doi:10.1038/s41586-021-03537-9. PMID 34108696. S2CID 235394222.
  21. ↑ Beardo, Albert; López-Suárez, Miquel; Pérez, Luis Alberto; Sendra, Lluc; Alonso, Maria Isabel; Melis, Claudio; Bafaluy, Javier; Camacho, Juan; Colombo, Luciano; Rurali, Riccardo; Alvarez, Francesc Xavier; Reparaz, Sebastian (2021-06-01). "जीई में तेजी से बदलते तापमान क्षेत्र में दूसरी ध्वनि का अवलोकन". Science Advances. 7 (27): eabg4677. arXiv:2007.05487. Bibcode:2021SciA....7.4677B. doi:10.1126/sciadv.abg4677. ISSN 2375-2548. PMC 8245038. PMID 34193427.
  22. ↑ "'दूसरी ध्वनि' जर्मेनियम में प्रकट होती है". Physics World. 2021-07-18. Retrieved 2021-07-20.
  23. ↑ Pitre, L. (2003). "The Comparison between a Second-Sound Thermometer and a Melting-Curve Thermometer from 0.8 K Down to 20 mK". एआईपी सम्मेलन की कार्यवाही. Vol. 684. pp. 101–106. doi:10.1063/1.1627108.
  24. ↑ Sherlock, R. A. (1970). "ऑसिलेटिंग सुपरलीक सेकेंड साउंड ट्रांसड्यूसर". Review of Scientific Instruments. 41 (11): 1603–1609. Bibcode:1970RScI...41.1603S. doi:10.1063/1.1684354.
  25. ↑ Hesla, Leah (21 April 2011). "The sound of accelerator cavities". ILC Newsline. Retrieved 26 October 2012.
  26. ↑ Quadt, A.; Schröder, B.; Uhrmacher, M.; Weingarten, J.; Willenberg, B.; Vennekate, H. (2012). "एक बिंदु जैसे ताप स्रोत के लिए एक दोलनशील सुपरलीक ट्रांसड्यूसर की प्रतिक्रिया". Physical Review Special Topics: Accelerators and Beams. 15 (3): 031001. arXiv:1111.5520. Bibcode:2012PhRvS..15c1001Q. doi:10.1103/PhysRevSTAB.15.031001. S2CID 118996515.


ग्रन्थसूची

Retrieved from "https://alpha.indicwiki.in/index.php?title=दूसरी_ध्वनि&oldid=317820"