相信大家都知道，有一種很懶的氣體，一般不與其它物質(zhì)發(fā)生化學反應，必須降到足夠低的溫度時它才會液化，沒錯，說的就是氦氣。液氦被廣泛運用于各個領域。

世界上第一個制成液氦的科學家卡末林·昂內(nèi)斯，同時也創(chuàng)造了當時人造低溫的世界記錄，幾乎達到絕對零度。

他也因此獲諾貝爾物理學獎，被同行尊稱為“零度先生”。今天我們就來了解昂內(nèi)斯制成液氦的過程。

卡末林·昂內(nèi)斯是正宗的“富二代”，父親是工廠廠長，母親有藝術家的天賦，姐姐是當時的畫家。昂內(nèi)斯中學時對文學很感興趣，是學校公認的小詩人。后來，他在廣泛的閱讀中對物理學產(chǎn)生濃厚的興趣，總想弄清看不見摸不著的氣體。

1870年，17歲的昂內(nèi)斯中學畢業(yè)后，沒有像母親期盼那樣進入藝術學院進修，而是選擇了格羅寧根大學攻讀物理學。后來，由于成績優(yōu)異，他轉入德國著名的海德堡大學學習。在那里，他遇到了著名的物理學家基爾霍夫和化學家羅伯特·威廉·本生，并與他們結下了深厚的師生之緣。

有名師指導，青年昂內(nèi)斯信心滿滿。1882年他受聘為萊頓大學物理學教授之后，就想改善物理實驗室向低溫實驗研究進軍。

為了招來科技人才，1884年夏，荷蘭萊頓大學的物理學教授卡末林·昂內(nèi)斯向上級提交了一個重要的報告，里面提到了一個建議：希望學校重視人才的儲備和培養(yǎng)，除了招攬科技人才比如國外的學者外，還要創(chuàng)建一所技工學校，讓學生們參加學校的實驗研究，爭取制造液氫、液氦等，在世界性的低溫實驗角逐中領先一步。

報告里的低溫實驗研究，科學根源來自英國物理學家法拉第。

昂內(nèi)斯提交的報告得到批準，校方同意他改善實驗室裝備，擴大實驗室的規(guī)模。自此，他每天早出晚歸，在做低溫試驗的同時，還要參加技工學校籌備會議，與來訪學者面談，給學生上課。

技工學校建成后，培養(yǎng)了大量的玻璃技師，不但滿足了荷蘭本國的需要，還被聘請到其它國家實驗室工作。此外，技工學校畢業(yè)的技師對本國的工業(yè)發(fā)展起到很大的促進的作用。

1894年，在昂內(nèi)斯組織下，萊頓大學建立液態(tài)氣體（如液氫）制造工廠和低溫實驗館樓。通過工業(yè)規(guī)模建立實驗室，這在世界歷史上尚屬首次。

自此，物理學由手工業(yè)方式走向規(guī)模研究水平。荷蘭也因昂內(nèi)斯的研究一躍進入當時的科技強國之列。

萊頓低溫實驗館樓一角(來源：文摘網(wǎng))

有了強有力的實驗基礎，昂內(nèi)斯的氣體液化研究實驗之路就通暢多了。某天，他從雜志上看到一則消息：英國皇家研究所的物理學家杜瓦在實驗中實現(xiàn)了氫氣的液化和固化，本以為實驗已達到低溫的極限，但發(fā)現(xiàn)氦氣還留在殘余空氣中，用很多方法都沒制得液氦。

“氦氣不能液化，根本原因應該是低溫過程中出現(xiàn)的技術問題。技術問題與實驗室規(guī)模有關?？赡芏磐叩膶嶒炇乙?guī)模太小。”經(jīng)過分析，昂內(nèi)斯得出這樣的結論。

這個結論是有科學依據(jù)的。因為當時物理學家們主要通過液體蒸發(fā)及其它辦法來獲得低溫?？茖W原理很多人都知道，問題是實驗比較講究：一是需要技術裝備，有些裝備還要制造；二是規(guī)模要大，最基礎的是要提供電力。

很顯然，萊頓大學實驗樓館有這個實力。1908年7月10日下午13：30，萊頓大學低溫實驗樓館三樓的液化中心，昂內(nèi)斯和助手們緊張地盯著氦氣溫度計，不想錯過指示器的一丁點變化。他們采用液態(tài)氫降溫預冷來制取液氦的方法，之前已把20升液態(tài)氫小心翼翼地灌入氦液化器中，液態(tài)氫帶動氦氣循環(huán)流動就會帶來低溫。

之所以要小心翼翼，是因為灌裝過程中只要有微量空氣混入即會前功盡棄。昂內(nèi)斯讓助手們時而調(diào)節(jié)壓力，時而加大膨脹活塞的力度，以期促進液化器工作。時間一分一秒地流逝。液態(tài)氫都快用完了，氦氣溫度計的指示器還是一動不動。

在4.2K（開度）下正在沸騰的液態(tài)氦（來源：物理雙月刊網(wǎng)）

晚上19：30，一位在旁邊觀看的教授突然提醒，溫度計里的氦氣是不是也被液化了，所以指針才不動，不如直接用探照燈看看恒溫器吧。

一語驚醒夢中人。昂內(nèi)斯當即照辦，結果讓他喜出望外——實驗恒溫器幾乎裝滿液體，從液面旁邊的刻度看，高度有60厘米。

經(jīng)過專業(yè)測試，液體溫度達零下269攝氏度。這個低溫下的液體，只可能是液氦！

很快，昂內(nèi)斯通過類似實驗把溫度降低到零下272.11攝氏度。這個溫度離人類所能達到的最低溫度273.15攝氏度——絕對零度只差1.04攝氏度。同行們尊稱他為“零度先生”。他也因此獲得1913年度諾貝爾物理學獎。

昂內(nèi)斯的諾貝爾獎官方照片(來源：物理雙月刊網(wǎng))

獲得成功的昂內(nèi)斯沒有自滿，而是平靜地投入到極低溫狀態(tài)下金屬電阻的研究中。對此，當時有兩種說法，即金屬的電阻無限增加或無限減少。孰是孰非，只能用實驗結果來說話。

他先用鉑絲做樣品，結果極低溫度下電阻出現(xiàn)反常。學生猜測是鉑絲里有雜質(zhì)，他用當時純度最高的金屬水銀代替，發(fā)現(xiàn)降到零下268攝氏度時，水銀的電阻消失。

1911年11月25日，昂內(nèi)斯公開作了《水銀電阻消失速度的突變》的報告。此后，他又發(fā)現(xiàn)錫、鉛等金屬在極低溫下電阻情況也與水銀類似。

于是，他撰文宣稱：“這些材料在低溫下進入了一種新的狀態(tài)，這種狀態(tài)具有特殊的電學性質(zhì)，是一種超導現(xiàn)象。”“超導”一詞產(chǎn)生了，沿用至今。

昂內(nèi)斯由于低溫研究并成功制取液氦揚名西方，并在19位提名者中脫穎而出，最終獲得諾貝爾物理學獎。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的零度先生！世界上第一个制成液氦的科学家的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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