Skip to main content

เค–เคจเคจ เค”เคฐ เค–เคจिเคœ เค‰เคฆ्เคฏोเค—ों เคฎें เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃीเคฏ เคธ्เคฅिเคฐเคคा เคตिเคทเคฏ เคชเคฐ เคตिเคถेเคทเคœ्เคžों เค•ा เคฎंเคฅเคจ

เค–เคจเคจ เค”เคฐ เค–เคจिเคœ เค‰เคฆ्เคฏोเค—ों เคฎें เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃीเคฏ เคธ्เคฅिเคฐเคคा  เคตिเคทเคฏ เคชเคฐ เคตिเคถेเคทเคœ्เคžों เค•ा เคฎंเคฅเคจ เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃीเคฏ เคธ्เคฅिเคฐเคคा เคฎाเคจเคต เคธเคฎाเคœ เค•े เคจिเคฐเคจ्เคคเคฐ เค…เคธ्เคคिเคค्เคต, เคธเคฎृเคฆ्เคงि เค”เคฐ เคธ्เคตाเคธ्เคฅ्เคฏ เค•े เคฒिเค เคฎूเคฒเคญूเคค เคถเคฐ्เคค เคนै। เคนเคฎाเคฐी เคจ्เคฏू เคœเคจเคฐेเคถเคจ เค•ो เคธ्เคชीเคก เค”เคฐ เคŸेเค•्เคจोเคฒॉเคœी เคชเคฐ เคง्เคฏाเคจ เค•ेंเคฆ्เคฐिเคค เค•เคฐเคจा เคนोเค—ा เคคाเค•ि เคญเคตिเคท्เคฏ เค•ो เคธुเคจเคนเคฐा เคฌเคจाเคฏा เคœा เคธเค•े। เค‰เค•्เคค เคตिเคšाเคฐ เคฎुเค–्เคฏ เค…เคคिเคฅि เคถ्เคฐी เคเคฎเคชी เคธिंเคน, เคช्เคฐเคงाเคจ เคฎुเค–्เคฏ เค…เคญिเคฏंเคคा, เค•ेंเคฆ्เคฐीเคฏ เคตिเคฆ्เคฏुเคค เคช्เคฐाเคงिเค•เคฐเคฃ เคตिเคฆ्เคฏुเคค เคฎंเคค्เคฐाเคฒเคฏ เคญाเคฐเคค เคธเคฐเค•ाเคฐ, เคจเคˆ เคฆिเคฒ्เคฒी เคจे เคต्เคฏเค•्เคค เค•िเค เคถ्เคฐी เคธिंเคน เคญूเคชाเคฒ เคจोเคฌเคฒ्เคธ เคธ्เคจाเคคเค•ोเคค्เคคเคฐ เคฎเคนाเคตिเคฆ्เคฏाเคฒเคฏ เคฎें เคญूเคตिเคœ्เคžाเคจ เคตिเคญाเค— เคฆ्เคตाเคฐा "เค–เคจเคจ เค”เคฐ เค–เคจिเคœ เค‰เคฆ्เคฏोเค—ों เคฎें เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃीเคฏ เคธ्เคฅिเคฐเคคा" เคตिเคทเคฏ เคชเคฐ เค†เคฏोเคœिเคค เคฆो เคฆिเคตเคธीเคฏ เคฐाเคท्เคŸ्เคฐीเคฏ เค•ॉเคจ्เคซ्เคฐेंเคธ เค•े เคธเคฎाเคชเคจ เคชเคฐ เคฌोเคฒ เคฐเคนे เคฅे। เคฆो เคฆिเคตเคธीเคฏ เคฐाเคท्เคŸ्เคฐीเคฏ เค•ाเคจ्เคซ्เคฐेंเคธ เค•ा เคญเคต्เคฏ เคธเคฎाเคชเคจ เคธเคฎ्เคฎाเคจिเคค เค…เคคिเคฅि เคช्เคฐो เคตिเคจोเคฆ เค…เค—्เคฐเคตाเคฒ เคธเคฆเคธ्เคฏ, เคญाเคฐเคค เคธเคฐเค•ाเคฐ เคจเคˆ เคฆिเคฒ्เคฒी เคธ्เคฅिเคค MOEFCC เค•ी เคตिเคถेเคทเคœ्เคž เคฎूเคฒ्เคฏांเค•เคจ เคธเคฎिเคคि, (เคธि เคเคฃ्เคก เคŸीเคชी) เค…เคชเคจे เค‰เคฆ्เคฌोเคงเคจ เคฎें เค•เคนा เค•ि เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃ เคธ्เคฅिเคฐเคคा เคธเคฐเค•ाเคฐ เค”เคฐ เคธเคฎाเคœ เคฆोเคจों เค•ी เคœिเคฎ्เคฎेเคฆाเคฐी เคนै। เคตเคฐ्เคคเคฎाเคจ เคฎें เค–เคจเคจ เค‰เคฆ्เคฏोเค— เคตिเคญिเคจ्เคจ เคช्เคฐाเคตเคงाเคจों เคเคตं เค•ाเคจूเคจों เค•े เคคเคนเคค เค•ाเคฐ्เคฏ เค•เคฐ เคฐเคนा เคนै เคคाเค•ि เคชเคฐ्เคฏाเคตเคฐเคฃ เค•ो เคธुเคฐเค•्เคทिเคค เคฐเค–ा เคœा เคธเค•े। เค†เคฏोเคœเคจ เคธเคšिเคต เคกॉ. เคนेเคฎंเคค เคธेเคจ เคจ...

Liquid helium as a Boson system | Statistical physics

Liquid helium as a Boson system

  • Ordinary helium consists almost entirely of neutral atom of the isotope 2He4.
  • Since the total angular momentum of these atom is zero, so it follow the Bose-Einstein statistics.

Properties of helium at low temperature

  • The helium gas at atmospheric pressure condenses at 4.3K temperature into a liquid helium having critical temperature 5.2K, and the density of this liquid helium is very low (ฯ = 0.124 g/cm3).
  • On further cooling the helium to about 0.82K, it does not freeze, and the liquid helium remains into liquid state up to absolute zero temperature i.e., T = 0K.
  • It means the helium does not solidified at atmospheric pressure. To get the solid state of helium, it is subjected to an external pressure of at least 23atm.
Phase transition of liquid He
  • For He4 in liquid phase, there is another phase transition (ฮป-transition), which divides the liquid state into two phases HeI and HeII.
  • While liquefying He at about 2.2K, density become an abrupt maximum and then decreases slightly.
  • Therefore the critical temperature is at 2.186K and it represents a transition to a new state of matter, known as liquid HeII.
  • In liquid HeII
    • Heat conductivity is very large (order of 3 x 106 times greater).
    • Coefficient of viscosity is gradually decreases with decrease in temperature and approaching to zero at absolute zero temperature.
    • The specific heat curve is discontinuous at 2.186K and the shape of this curve is same as letter ฮป, and therefore this particular transition is known as ฮป-transition.
    • The discontinuity temperature 2.186K is called ฮป-point.

  • Since experimentally at ฮป-point, liquid HeII state has no latent heat so Keeson concluded that transition HeI → HeII at Tฮป is a second order transition and as the pressure increases, the temperature decreases.
  • Below the ฮป-line, liquid can be described by the two-fluid model.
  • It behaves as if it consists of two components:
  • A normal component, which behaves like a normal fluid.
  • A super-fluid component with zero viscosity and zero entropy.
  • The ratio of the respective densities (ฯn / ฯ) and (ฯs / ฯ) depend on the temperatures.
  • Here ฯn (ฯs) is the density of normal (super-fluid) component, and ฯ is the total density.
  • By lowering the temperature, the fraction of the super-fluid density increases from 0 at Tฮป to 1 at 0K.
  • Below 1K, the He is almost completely super-fluid.
  • Since ฯn + ฯs is constant, so it is impossible to create density waves of the normal component (and hence of the super-fluid component), which is similar to ordinary sound waves.
  • This effect is known as second sound.

Explanation based on Bose-Einstein condensation model

London’s theory

  • The behaviour of liquid He at low temperature is based on B-E statistics.
  • London suggested that HeII is similar to B.E. gas and its ฮป-transition is the counter part of Bose-Einstein condensation in the ideal gas.
  • In Bose-Einstein gas, degeneracy 1/D = (n/gsV) (2ฯ€mkT/h2)-3/2
  • Since the helium atoms are light enough and the density (n/V) of the liquid is sufficiently high for the R.H.S. to be large and degeneracy to be small, but it is low enough for the liquid to behave as a gas.
  • London concluded this ฮป-transition as a result of B.E. condensation and gave a similarity between ฮป-point and B.E. temperature T0.
  • gs = (Zt)T = T0 = n / F3/2(0)
  • Where translational partition function Zt = (2ฯ€mkT / h2)3/2 V
  • ∴ gs (2ฯ€mkT0 / h2)3/2 V = n / 2.612, where T0 = (h2/2ฯ€mk) (n / 2.612Vgs)2/3
  • For a gram molecule of helium in liquid state, V = 27.4 cm3, T0 = 3.12K.
  • It is close to Tฮป = 2.186K for the ฮป-point.
  • This agreement between T0 and Tฮป favours the London explanation.
  • The decrease in entropy below Tฮป being zero at 0.5K is explained by B.E. condensation because at T = T0 most of the particles rapidly fall into the ground state, which is characterized by zero entropy.

Comments

Popular posts from this blog

Phase space and density function | Statistical mechanics

Phase space and density function Phase space or ๐šช space In classical mechanics the position of a point particles is described in terms of three Cartesian coordinates x, y, z. And the state of motion of particle is described in terms of velocity component แบ‹, แบ, ลผ or momentum coordinates p x , p y , p z . We imagine a 6-d space in which the six coordinates are x, y, z and p x , p y , p z are marked along six mutually perpendicular axes in space. The combined position and momentum space is known as phase space or ฮ“ space . A point in the phase space represents the position and momentum of the particle at some particular instant. Density function Let a classical system has a large number of molecules (N) occupying a large volume V. Generally N = 10 23 molecules and V = 10 23 molecular volumes or N → ∞ and V → ∞ N/V = v ; here v = a specific volume, which is a finite number. The system will be regarded as isolated in the sense that the ener...

เค—ैเคธों เค•ा เค…เคฃुเค—เคคि เคธिเคฆ्เคงाเคจ्เคค เคคเคฅा เค†เคฆเคฐ्เคถ เค—ैเคธ เค•ा เคฆाเคฌ | Kinetic theory of gases and Pressure of an ideal gas in Hindi | Thermodynamics

เค—ैเคธों เค•ा เค…เคฃुเค—เคคि เคธिเคฆ्เคงाเคจ्เคค เคคเคฅा เค†เคฆเคฐ्เคถ เค—ैเคธ เค•ा เคฆाเคฌ เค—ैเคธों เค•े เค—เคคिเคœ เคธिเคฆ्เคงाเคจ्เคค เค•ी เค…เคญिเคงाเคฐเคฃाเคं เคเค• เค—ैเคธ เค…เคค्เคฏเคจ्เคค เค›ोเคŸे, เค…เคฆृเคถ्เคฏ เคเคตं เคชूเคฐ्เคฃเคคः เคช्เคฐเคค्เคฏाเคธ्เคฅ เค•เคฃों เคธे เคฎिเคฒเค•เคฐ เคฌเคจी เคนोเคคी เคนै, เคœो เค…เคฃु   เค•เคนเคฒाเคคे เคนैं। เคเค• เคถुเคฆ्เคง เค—ैเคธ เค•े เคธเคญी เค…เคฃु เคธเคฎเคฆृเคถ เคนोเคคे เคนैं เคคเคฅा เคฏे เคธเคญी เคธเคฎ्เคญเคต เคฆिเคถाเค“ं เคฎें เคธเคญी เคธเคฎ्เคญเคต เคตेเค— เคธे เคธเคคเคค्‌ เคฐूเคช เคธे เค—เคคि เค•เคฐเคคे เคฐเคนเคคे เคนैं। เค—ैเคธ เคœिเคธ เคชाเคค्เคฐ เคฎें เคญเคฐी เคœाเคคी เคนै, เคตเคน เค‰เคธ เคชाเคค्เคฐ เค•ी เคฆीเคตाเคฐों เคชเคฐ เคฆाเคฌ เคฒเค—ाเคคी เคนै। เค—ैเคธ เค•े เค…เคฃु เค•िเคจ्เคนीं เคฆो เค•्เคฐเคฎाเค—เคค เคŸเค•्เค•เคฐों เค•े เคฎเคง्เคฏ เคธीเคงी เคฐेเค–ा เคฎें เค—เคคि เค•เคฐเคคे เคนैं। เค—ैเคธ เค•े เค…เคฃुเค“ं เค•ा เค†เค•ाเคฐ เค•िเคจ्เคนीं เคฆो เค•्เคฐเคฎाเค—เคค เคŸเค•्เค•เคฐों เค•े เคฎเคง्เคฏ เคคเคฏ เค•ी เค—เคˆ เคฆूเคฐी เค•ी เคคुเคฒเคจा เคฎें เค…เคจเคจ्เคค เคธूเค•्เคท्เคฎ เคนोเคคा เคนै। เคฏे เคŸเค•्เค•เคฐें เคคाเคค्เค•्เคทเคฃिเค• เคนोเคคी เคนैं เคคเคฅा เคŸเค•्เค•เคฐों เคฎें เค—เคคिเคœ เคŠเคฐ्เคœा เค•ी เค•ोเคˆ เคนाเคจि เคจเคนीं เคนोเคคी เคนै। เค…เคฃु เคเค• เคฆूเคธเคฐे เคชเคฐ เค•ोเคˆ เคฌเคฒ เคจเคนीं เคฒเค—ाเคคे เคนैं। เคตे เคเค• เคฆूเคธเคฐे เคชเคฐ เคฌเคฒ เค•ेเคตเคฒ เคŸเค•เคฐाเคจे เค•े เคฆौเคฐाเคจ เคฒเค—ाเคคे เคนैं। เค‡เคจเค•ी เคธเคฎ्เคชूเคฐ्เคฃ เค†เคฃเคตिเค• เคŠเคฐ्เคœा, เค—เคคिเคœ เคŠเคฐ्เคœा เคนोเคคी เคนै। เค—ैเคธ เค•े เค…เคฃुเค“ं เค•ा เค•ुเคฒ เค†เคฏเคคเคจ, เค‰เคธ เคชाเคค्เคฐ เค•े เค†เคฏเคคเคจ, เคœिเคธเคฎें เคฏเคน เคญเคฐी เคนै เค•ि เคคुเคฒเคจा เคฎें เคจเค—เคฃ्เคฏ เคนोเคคा เคนै। เค—ैเคธ เคฎें เค…เคจ्เคคเคฐ-เค†เคฃเคตिเค• เคฆूเคฐी เคฌเคนुเคค เค…เคงिเค• เคนोเคคी เคนै, เคœिเคธเคธे เค•ि เค—ैเคธ เค•े เค…เคฃु เค‰เคธเค•े เคฒिเค เค‰เคชเคฒเคฌ्เคง เคธเคฎ्เคชूเคฐ्เคฃ เคธ्เคฅाเคจ เคฎें เคฎुเค•...

BNU First year Physics Syllabus

B.N. UNIVERSITY, UDAIPUR B.Sc. I Year Physics PAPER-I Mechanics UNIT-I Laws of motion and Frame of reference: Laws of motion, conservation of momentum and energy, Co-ordinate frames, inertial and non-inertial frame of reference, Galilean transformation and invariance, fictitious force, centrifugal force, transformation of coordinate, velocity, acceleration and displacement in a rotating frame of reference, uniformly rotating frame of reference, Coriolis force, effect of centrifugal and Coriolis force due to earth’s rotation, Foucault’s pendulum. Gravitational Field and Potential:  Newton’s universal law of gravitation, gravitational field intensity, gravitational potential due to spherical shell and solid sphere, gravitational potential energy, Laplace and Poisson’s equations, Gauss’s law, gravitational self energy of a uniform sphere. UNIT-II Dynamics of System of Particles: Centre of mass, calculation of centre of mass of regular rigid bodies like circ...