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文档简介

1、.对负温度的有关解释负温度是描绘从零到正无穷的开氏温标所不能描绘的状态。在开氏温度到达正无穷后还有温度，即负温度.负温度是物理上的一个概念。同样，我们可以用物理上的原理解释负温度。我们都知道，通常所说的温度与原子的运动状态联络在一起。随着温度的升高，原子的能量也升高，原子运动得就会剧烈，无序度就会增高。在低温时，高能量原子的数目总是少于低能量原子的数目，所以随着温度的升高，高能量原子数目逐渐增多，原子的混乱度也随之增加。而当所有原子的能量无限增大后，这时高能量原子的数目就会多于低能量原子的数目，随之会出现一个反常的现象，那就是原子的混乱度会随着温度的继续升高而降低，变无序为有序。这种情形可以用

2、一个例子来形象地说明：地上有一把摆得很整齐的筷子，当有外力作用时，它们就会混乱起来，有的斜着，有的立着，有的悬在空中。当外力继续作用时，很可能所有的筷子瞬间都立了起来，这时，原来的无序状态就消失了。这时的状态就是负温度状态。但是，负温度不是描绘宏观物体状态的概念，它是描绘微观粒子能量反转状态的数学表述。这一概念的提出在物理学史上经历了30多年。早在1917年，爱因斯坦在研究黑体辐射对气体平衡计算时，发现辐射具有两种形式，自发辐射和受激辐射，从而提出了受激辐射的理论。1928年，德国的兰登伯在研究氖气色散现象时，发现激发电流超过一定值时，氖气的反常色散效应增强，这个实验实际上间接证实了受激辐射的

3、存在，也直接给出了受激辐射的发生条件是实现粒子数反转。粒子数反转这一思想至关重要，然而在当时人们的心目中，认为这是不可思议的，因为在热平衡条件下，低能级粒子数总要比高能级粒子数多，实现粒子数反转就等于要破坏热平衡。因此粒子数反转思想未能引起更多人的注意。直到1951年，美国物理学家珀塞尔首先提出“负温度概念，并把粒子数反转称为“负温度状态。这一温度概念的提出，解开了人们的思想禁锢，打破了人们对温度的原有想象。一直以来，在人们的传统思维中，认为比0开低的温度，肯定能量更低，也更寒冷。事实却相反，当温度趋于无穷大时，才会出现负温度状态。如今我们明白了，所谓的负温度，是能量比正温度还要高的状态。假如从冷热来说，负温度比正温度更“热。假如正负温度的两物体热接触，热量将从负温物体传到正温物体。并且，负温度只能出如今组成宏观物体的微观粒子的能级是有限的情况。假如能级无限，粒子的能量就会无限上升，而不会出现反转。例如只考察某粒子的自旋在磁场中的能量。就是有限的能级。而平常多数系统例如原子组成的系统，由于原子能级无

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