Influence of acoustic modes on resonance properties of a quartz tuning fork immersed in superfluid 4He and liquid mixtures 3He– 4He

Анотація

Методом осцилюючого кварцового камертона досліджено резонансні явища в експериментальних комірках різних розмірів, заповнених надплинним ⁴He і концентрованими сумішами ³He–⁴He. Аналіз температурних залежностей резонансних частот камертонів показав, що для інтерпретації результатів експерименту модель нестисливої рідини в ряді випадків виявляється недостатньою, і слід брати до уваги акустичні процеси в комірці. Розраховано частоти резонансів першого звуку в циліндричній геометрії та показано їх вплив на резонансні частоти камертона, що може призводити до спотворення форми резонансної лінії. Проведено зіставлення експериментальних результатів для чистого надплинного ⁴Не та сумішей ³Не–⁴Не з концентраціями легкого ізотопу 5% та 15%. Показано, що в розчинах, на відміну від чистого гелію, немає можливості використовувати модель в'язкої нестисливої рідини, у тому числі при відсутності резонансів першого звуку. Дану обставину можна пояснити тим, що при дослідженні концентрованих сумішей збудження другого звуку поряд з першим може помітно впливати на резонансні характеристики камертона.