درجات الحراره الواطئه
جميع الغازات تبرد عند تمديدها ، وتجري التجارب في الدرجات ألواطئه اعتياديا باستعمال الغازات ألمسيله كمبرد ، وهي إحدى الطرق للحصول على الدرجات ألواطئه . والبديل الأخر هو استعمال ماكنة التبريد التي بإمكانها تبريد الاجهزه إلى درجات قليله فوق درجة الصفر المطلق ولكنها غالية الثمن بعض الشيء . ويمكن خفض درجة غليان أي سائل بتقليل الضغط المسلط على سطح ذلك السائل . ولكن عند درجه معينه( وهي درجة الانجماد) فان جميع السوائل عدى سائل الهليوم تصبح صلبه ومع ذلك فان الصلب يمكن تبريده إلى درجه أكثر من درجة الانجماد بتخفيض الضغط على سطحه .
ومن الشائع استعمال الهيدروجين للحصول على الدرجات المنخفضة بحدود 6K
وذلك بتبخير سائل الهيدروجين تحت ضغط واطئ . ولكن من مضار استعمال الهيدروجين هو خطر الحريق أو الانفجار ولذلك يفضل تجنب استعماله إلا بحذر شديد . على أي حال، للهليوم درجة غليان اقل من درجة غليان سائل الهيدروجين ولذلك يمكن تغطية مجال اكبر من درجات الحرارة.
لقد أصبح الأسلوب الاعتيادي للحصول على درجات الحرارة ألواطئه في الوقت الحاضر هو تسبيل الهليوم بكميات كبيره بواسطة مسيلات مركزيه تم يحفظ السائل بدوارق خاصة ثم تنقل هذه الدوارق إلى مكان إجراء التجربة . ومن غير الشائع وجود مسيلات الهليوم مربوطة إلى الاجهزه ألعلميه أو المختبربه وتتكون هذه الدوارق من دورقين معدنيين احدهما داخل الأخر ، والدورق الداخلي يحتوي على سائل الهليوم والخارجي يحتوي على سائل النتروجين لتقليل تسرب الحرارة إلى الدورق الداخلي .
إن المنظومة التي تجري فيها تجارب الدرجات ألواطئه تسمى الكرايوستا ت((Cryostat
أو منظومة التبريد . ويتباين تركيب الكرايوستات حسب نوع التجربة والقيم المطلوبة من الدرجات ألواطئه ، ولكن العامل المشترك هو تجنب اقل مايمكن من التسرب الحراري . ومن ابسط الكرايوستات هي التي تتكون من دورقين زجاجي خارجي يحتوي على سائل النتروجين وداخلي يحتوي على سائل الهليوم وجهاز التجربه يكون مغمور في السائل .
الصفات الكهربائية والمغناطيسية والحرارية للمواد في درجات الحرارة ألواطئه
ان تغير بعض الصفات والظواهر الكهربائية لبعض المواد مع درجة الحرارة استغلت في تصميم المحار ير. ومن هذه الصفات والظواهر ألمقاومه الكهربائية والمزدوج الحراري ، وتغير المقاومة الكهربائية يتوقف على نوع ألماده .
فالمواد المعدنية تقل مقاومتها بينما تزداد مقاومة المواد شبه ألموصله بانخفاض درجات الحرارة . وفي محاريرالمقاومه المعدنية يفضل اختيار المعدن التي تتغير مقاومته تغيرا خطيا
مع درجات الحرارة . ويفضل أن تكون حساسيته عاليه والاهم من ذلك تكون المقاومة الكهربائية للمعدن ثابتة في درجه معينه لكي يبقى التدريج ثابت لفترة زمنيه طويلة . ولقد تم اختيار عنصر البلاتين لكونه يتمتع بهذه الصفات وبذلك يقدم تدريج دقيق ومناسب .
وقد أصبح محرار المقاومة من عنصر البلاتين هو المقياس المختار لقياس درجات الحرارة أدنى من 66 °c وفي هذا المحرر يستخدم سلك قطره 0.05-0.2 )mm) من البلاتين ، ويمكن ايجاد درجة الحراره باستخدام هذا المحرار من العلاقة الاتيه :
Rt = R0 ( 1+ At + Bt2 ) ( 0 < t <660 0c )
أما الصفات المغناطيسية والحرارية فهي من الاهميه بحيث تلعب دورا في الدرجات ألواطئه وتعتمد على المواد البارامغناطيسيه . ففي الدرجات ألطبيعيه تكون ألمساهمه الالكترونية للحرارة ألنوعيه كميه قليله بينما يصبح تأثيرها كبيرا في الدرجات الواطئه مقارنة بمساهمة ألشبكه لكون الأولى تتناسب مع درجة الحرارة.
المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .