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第4种热传递方式被发现了

□ 时间:2019-12-20 □ 来源: 环球科学


    一项近期发表于《自然》杂志的实验就首次证明,量子效应可以让声子在真空中传递热量。终于,一种全新的热传递方式被找到了。 

    还记得热传递的3种方式吗?在物理课本上,除了热辐射,热传导、热对流这两种通过声子传热的方式,都无法在真空中发生。但在量子物理学家看来,真空并不是一片真正的“虚空”,而是充满了量子涨落。一项近期发表于《自然》杂志的实验就首次证明,量子效应可以让声子在真空中传递热量。终于,一种全新的热传递方式被找到了。 

    我们从小就会接受这样的教育:做饭时不要碰灶台上的锅,也不要靠近火焰,不然就会被烫伤。无论是通过直接接触,还是借助光的辐射,热传递总会让我们大吃苦头,并且印象深刻。 

    在中学物理课上,我们进一步学习了热量的3种传递方式:通过直接接触传递热量的热传导、通过液体或气体介质传热的热对流,以及由光子(电磁辐射的载体)传热的热辐射。其中,除了热辐射,前两种热传递方式都无法在真空中进行。 

    现在,科学家发现了一种全新的热传递方式。他们利用了量子力学匪夷所思的性质,在不借助光子的情况下,让热量从真空中的一点传到另一点。

    ★ 用量子涨落传热?

    热量是物体内部微观粒子无规则运动的表现——微观粒子运动更快时,物体的温度也更高。在宇宙尺度上,恒星的热量大多借助光子在真空中传递——这正是太阳从1.5亿千米外将热量传递至地球的方式。不过在地球上,多数情况下,热量以接触的方式借助声子(原子振动的集体激发)来传递的。

    按照此前的观点,若想借助声子传递热量,那么两个物体必须接触,或者它们之间至少要有空气等介质的存在。如果真空将两个物体隔开,就无法通过声子传递热量了。热水壶就是根据这个原理制造的:热水壶的外壳和内胆之间被抽成了真空,这样瓶里的水就可以长时间保温了。然而随着量子力学的发展,一些科学家

资讯作者: 源信息发布时间: 2019/12/20 编辑:金阳
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