Kapitza thermal boundary resistance
简介
1941年苏联科学家Kapitza发现，由受热固体向超流液氦传热时，在固体与液氦之间的界面两侧温度不连续，有明显的温差△T，当热流很小时，温差△T与单位面积的热流/A成正比(A为界面面积)、其比值RK等效于一个热阻，被称为Kapitza热阻，RK＝△T·A/;它的倒数hK＝1/RK称为Kapitza热导. Kapitza还发现，RK的温度关系约为RK∝T-3，RK值与固体的表面状态有关，并推断全部温差仅发生在紧靠界面小于10-2mm的距离内.
后来人们发现，在两个固体材料之间，以及固体材料与固态或液态3He、4He、H2、D2、Ne等轻元素之间传热时，也存在Kapitza热阻.
解释Kapitza热阻的理论是声失配理论.物质的密度ρ与声速的乘积ρc称为声阻抗，两种物质阻抗不匹配而使声子传播在界面受阻，是Kapitza热阻的来源. 苏联物理学家Khalatnikov按声理论计算而得出：
式中ρs和ρ分别为固体与液氦的密度，cl和ct为固体中纵波和横波声速，cl为液氦中第一声速，h为Planck常数，k为Boltzmann常数，F(cl/ct)的函数值一般为1.5～2.
声失配理论成功地解释了两个固体之间以及固体与液氦之间界面的Kapitza热阻的温度规律，但对绝大多数固体与液氦之间的真实界面，当T>0.5K时理论值与实验值就出现分歧，特别是T>1K时理论值往往比实验值大1～2个数量级. 此实验值称为“反常”低Kapitza热阻.
由于Kapitza热阻在低温下限制传热，具有技术上的重要性，而探讨Kapitza热阻机制及其“反常”的原因，研究声子和其它元激发被凝聚物质和界面散射的机制，涉及到固体物理、液氦物理及表面物理领域中的基础理论问题，因此Kapitza热阻已引起人们广泛地注意.
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