普通温度计也就几百度,科学家是如何测量一亿度的高温?

综述
为解决地球越发枯竭的能源环境 , 国际社会于2016年提出了“国际热核聚变实验反应堆计划” , 该计划意在解决人类即将面临的能源危机 , 将现有的能源合理化利用 , 同时创造出可持续再生的强大能源 。
同年 , 我国中科院也发起了一项名为“EAST人造太阳”计划 , 其中EAST是由中国独立设计制造的 , 世界首个全超导核聚变实验装置 , 利用这些装置能够实现对太阳的“全面复刻” 。
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而就在去年 , EAST人造太阳实现了将1.5亿摄氏度高温等离子体维持1056秒的记录 , 这标志着我国科学正迈步走向可控核聚变的重要方向 。
在赞美我国取得的惊人成就的同时也有不少人好奇 , 如此这般的高温 , 科学家到底是怎么测量出来的呢?
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什么是温度?
在了解温度如何测量之前 , 我们首先得知道温度是如何产生的 。
在现有的物理规律下 , 我们发现所有的物质都是由微观粒子组成的 , 尽管肉眼看不到这些微观粒子 , 但可以肯定的是它们绝对存在 , 而且无时无刻不再做着微观运动 。
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科学家经过研究后发现 , 当组成物体的微观粒子运动越快 , 该物体的温度也就越高;反之也是一样 。
可以明显地看出 , 温度的产生离不开微观粒子的运动 , 实际上温度的本质就是组成物体的基本微观粒子 , 其在运动时传递能量的多寡;这种能量在释放时会产生高温 , 最终形成人类可以感知的温度 。
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我们都知道绝对零度是零下273.15摄氏度 , 在这个温度下 , 所有的微观粒子都被冻结 , 再也不可能产生任何能量 , 这也是为何温度只有下限却没有上限这一说 。 因为微观粒子的运动可以永无止境 , 但停下来就只有那一刻而已 。
当微观粒子彻底失去活力 , 变得静止不动时 , 科学家发现那是零下273.15摄氏度的极寒 。
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很多人都说天空的温度极低 , 那是因为太空中缺少保持物体温度的基本粒子 , 它是一个真空的环境 , 基本上没有任何微观粒子;在这种情况下 , 太空中自然缺乏能量的载体 , 也就不可能具备极高的温度 。
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因为了解了温度产生的源头 , 聪明的科学家利用现实物质发明出了很多可以检测温度的工具 , 例如有科学家发现温度升高会导致水银的体积膨胀 , 而且这种膨胀是固定性的 , 那这样我们就能通过水银膨胀时的反应来测量温度的多少 , 所以温度计就应运而生 , 并被广泛应用于医疗卫生行业 。
不过水银由于其脆弱的外壳对温度的测量毕竟是有限的 , 当外界温度高于150度时 , 水银的外壳就会被胀破发生爆炸 。
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这也给了科学家一个新的灵感:即当物体的温度过高时 , 一般的物体在靠近它时会出现巨大的变化 , 尤其是那种人造的精密器械在高温面前不堪一击 , 很难去检测它的基本温度 。
这时候就有人开始考虑了 , 既然从宏观世界来看 , 我们无法用人造的精密仪器去测量物体的温度 , 那如果从微观世界入手呢?