Helium 4

superfluidité et troisième son

Intérprétation des Résultats :

La vitesse du 3 ième son est définit par la relation :

(1.1)

Où correspond aux interactions de van der waals (dipôle - dipôle)

Avec (1.2)

 

FIGURE 1

 

D représente la couche morte (pas de fluide, voir figure 1) qui dépend du matériau.

FIGURE 2

Si on remplace l’équation (1.2) dans (1.1) on trouve : (1.3)

D = 1,6 a.l

1 a.l = 3,6 10 -10Å

On cherche à tracer d en fonction du volume liquide, il faudra commencer par calculer le volume :

(1.4)

Donc (1.5)

De cela on en déduit l’expression du volume liquide :

(1.6)

On aura deux cas de figure :

Idéale :

Donc

FIGURE 3: d=f(V)

Pourquoi on ne passe pas l’origine ? Vu que la 1 ière couche est plus dense.

Réellement :

L'effet capillaire est lié à la notion de rayon de courbure. Lorsque l'on prend un film mince, celui ci peut se retrouver courber selon le support sur lequel il réside. Or l'effet capillaire affirme que plus le rayon de courbure est grand est plus l'énergie que cela nécessite est grande. Cet effet ce traduit par une déformation qui permet d'atténuer ce rayon de courbure (voir figure 4)

 

 

FIGURE 4

Signal balistique :

 Voir dans la figure 5 une courbe très grossière du 3 ième son, ici on va traité le signal balistique qui représente les atomes évaporés et quand on parle d’évaporation on parle d’effet photoélectrique. (Voir figure 6)

FIGURE 5:signal du 3 ième son

FIGURE 6:évaporation d’atomes

Ces atomes parcourt des mm sans rencontré personne c’est pour ça qu’on les appellent des atomes balistique. Cela veut dire qu’il n y a pas de collision et donc plus de mode collectif et plus d’onde sonore.

On sait que la vitesse d’un gaz parfait est : (1.7)

Quand on baisse la température (0,8K à 0,2K) la pression baisse également puisque :

 

(1.8)

 

FIGURE 7:libre parcourt moyen

Le libre parcourt moyen l est définie par la relation :

(1.9)

En remplaçant l’expression de n (nombre d’atome par unité de volume), prise dans l’équation (1.8), dans l’équation (1.9).

Donc (2.0)

On remarque que qu’on la pression baisse le libre parcourt moyen est très grand, et cela explique ce qu’on a dis avant à propos des atomes balistiques.

voilà quelque courbe qu'on a pu réaliser avec sigmaplot :

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