超流動(dòng)性普通液體的粘滯度隨溫度的下降而增高，與此不同，HeⅠ的粘滯度在溫度下降到2.6K左右時(shí)，幾乎與溫度無(wú)關(guān)，其數(shù)值約為3×10-6帕秒，比普通液體的粘滯度小得多。在2.6K以下，HeⅠ的粘滯度隨溫度的降低而迅速下降。HeⅡ的粘滯度在λ點(diǎn)以下的溫度時(shí)立刻降至非常小的值(＜10-12帕秒)，這種幾乎沒有粘滯性的特性稱為超流動(dòng)性。用粗細(xì)不同的毛細(xì)管做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)流管愈細(xì)，超流動(dòng)性就愈明顯，在直徑小于10-5厘米的流管中，流速與壓強(qiáng)差和流管長(zhǎng)度幾乎無(wú)關(guān)，而僅取決于溫度，流動(dòng)時(shí)不損耗動(dòng)能。

對(duì)HeⅡ性質(zhì)的理論研究先由F.倫敦作出。4He原子是自旋為整數(shù)的玻色子，倫敦把HeⅡ看成是由玻色子組成的玻色氣體，遵守玻色統(tǒng)計(jì)規(guī)律，玻色統(tǒng)計(jì)允許不同粒子處于同量子態(tài)中。倫敦證明了存在個(gè)臨界溫度Tc，當(dāng)溫度低于Tc時(shí)，些粒子會(huì)同時(shí)處于零點(diǎn)振動(dòng)能狀態(tài)(即基態(tài))，稱為凝聚，溫度愈低，凝聚到零點(diǎn)振動(dòng)能狀態(tài)的粒子數(shù)就愈多，在對(duì)零度時(shí)，全 部粒子都凝聚到零點(diǎn)振動(dòng)能狀態(tài)，以上現(xiàn)象稱為玻色-愛因斯坦凝聚。L.蒂薩認(rèn)為HeⅡ的超流動(dòng)性起因于玻色-愛因斯坦凝聚。由于已凝聚到基態(tài)的HeⅡ原子具有低的零點(diǎn)振動(dòng)能，故有大的平均自由程，能夠幾乎無(wú)阻礙地通過(guò)細(xì)的毛細(xì)管。蒂薩先提出二流體型，后來(lái)L.D.朗道修正和補(bǔ)充了此模型。二流體模型認(rèn)為HeⅡ由兩部分立的、可互相滲透的流體組成，種是處于基態(tài)的凝聚部分，熵等于零，無(wú)粘滯性，是超流體；另種是處于激發(fā)態(tài)(未凝聚)的正常流體，熵不等于零，有粘滯性。兩種流體的密度之和等于HeⅡ的總密度，溫度降至λ點(diǎn)時(shí)，正常流體開始部分地轉(zhuǎn)變?yōu)槌黧w，溫度愈低，超流體的密度愈大，而正常流體的密度則愈小，在對(duì)零度時(shí)，所有原子都處于凝聚狀態(tài)，流體均為超流體。利用這個(gè)二流體模型可解釋關(guān)于液氦的許多力學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)。

熱傳導(dǎo)HeⅠ具有普通流體的導(dǎo)熱率，因而當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí)，液氦出現(xiàn)激烈的沸騰現(xiàn)象。HeⅡ的導(dǎo)熱率要比HeⅠ高出106倍，比銅高出104倍。當(dāng)溫度越過(guò)λ點(diǎn)，HeⅠ轉(zhuǎn)變?yōu)镠eⅡ時(shí)，液氦從很壞的熱導(dǎo)體突然變?yōu)榈侥壳盀橹购玫臒釋?dǎo)體。由于HeⅡ的導(dǎo)熱率異乎尋常地高，其內(nèi)部不可能出現(xiàn)溫差，因而內(nèi)部不可能汽化，即不能沸騰。當(dāng)利用抽氣方法減低蒸氣壓時(shí)，開始階段出現(xiàn)激烈的沸騰，溫度降低至λ點(diǎn)以下時(shí)，HeⅠ轉(zhuǎn)變?yōu)镠eⅡ，沸騰突然停止，液面平靜如鏡，汽化只發(fā)生在液面。正常流體的導(dǎo)熱率與溫度梯度無(wú)關(guān)，純粹是反映物質(zhì)性質(zhì)的量，但HeⅡ的導(dǎo)熱率卻與溫度梯度甚至容器的幾何形狀有關(guān)。

氦膜任何與HeⅡ接觸的器壁上覆蓋層液膜，液膜中只包含無(wú)粘滯性的超流體成分，稱為氦膜。氦膜的存在使液氦能沿器壁向盡可能低的位置移動(dòng)。將空的燒杯部分地浸于HeⅡ中時(shí)，燒杯外的液氦將沿?zé)獗谂郎媳冢⑦M(jìn)入杯內(nèi)，直至杯內(nèi)和杯外液面持平。反之，將盛有液氦的燒杯提出液氦面時(shí)，杯內(nèi)液氦將沿器壁不斷轉(zhuǎn)移到杯外并滴下。液氦的這種轉(zhuǎn)移的速率與液面高度差、路程長(zhǎng)短和障壁高度無(wú)關(guān)。

熱效應(yīng)包括機(jī)-熱和熱-機(jī)兩種效應(yīng)。盛有液氦的兩個(gè)容器用細(xì)的毛細(xì)管C連通，注入液氦，溫度低于λ點(diǎn)，右側(cè)液面高于左側(cè)，形成壓強(qiáng)差Δp.液氦中低熵超流成分能從右側(cè)通過(guò)毛細(xì)管轉(zhuǎn)移到左側(cè)，而高熵的正常成分不能通過(guò)毛細(xì)管。這導(dǎo)致右側(cè)液氦的熵增加，左側(cè)的熵減少，這意味著右側(cè)溫度升高而左側(cè)溫度降低。這種由機(jī)械力引起的熱量遷移稱為機(jī)-熱效應(yīng)。機(jī)-熱效應(yīng)的逆過(guò)程稱為熱-機(jī)效應(yīng)。右側(cè)液氦受熱后(吸熱Q)，低熵的超流成分減少，左側(cè)液氦中的超流成分通過(guò)毛細(xì)管流向右側(cè)，而正常成分不能通過(guò)毛細(xì)管，這導(dǎo)致右側(cè)液面升高形成壓強(qiáng)差。熱-機(jī)效應(yīng)的“噴泉”裝置。帶毛細(xì)管噴嘴的無(wú)底玻璃管的填充金剛砂粉末P，用棉花C塞住底部，浸入液氦中。用光照射玻璃管，使管內(nèi)的液氦溫度升高，超流成分激發(fā)成正常成分。管外的超流成分通過(guò)棉花塞向管內(nèi)轉(zhuǎn)移，形成內(nèi)外壓強(qiáng)差，液氦從噴嘴噴出。

第二聲波普通流體中的聲波是由密度交替變化形成的，稱密度波。1941年朗道發(fā)展了量子液體的流體動(dòng)力學(xué)，預(yù)言在HeⅡ中除普通密度波(稱第聲波)外，還存在另種聲波，它是由液氦中超流成分(低熵，溫度較低)與正常流體成分(高熵，溫度較高)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成的，稱為溫度波或熵波(第二聲波)。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了溫度波的存在。

3He是4He的同位素，在天然氦中所占比例小于10-7，通過(guò)人工核反應(yīng)可得足夠數(shù)量的3He.3He的臨界溫度和臨界壓強(qiáng)分別為3.34K和1.17大氣壓。與4He樣，在常壓下液態(tài)3He不會(huì)固化，在對(duì)零度附近需加34個(gè)大氣壓才能固化。1972年，D.D.奧舍羅夫等人在2mK低溫下發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)3He的液態(tài)新相，分別稱為3He-A和3He-B，它們均為超流態(tài)。液態(tài)3He和4He在0.87K以上溫度時(shí)完全互溶，在該溫度以下則分離成兩相，按3He所占比例的多少分別稱為濃相(含3He較多)和稀相(含3He較少)，濃相浮于稀相之上(因3He比4He輕)。3He原子從濃相通過(guò)界面進(jìn)入稀相時(shí)要吸熱，這就是稀釋致冷機(jī)的工作原理(見超低溫技術(shù))。3He原子的電子總自旋為零，核自旋為1/2，故與電子樣屬費(fèi)米子，遵守費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)，液態(tài)3He稱為費(fèi)米液體，正常態(tài)的液態(tài)3He的性質(zhì)可用朗道的費(fèi)米液體理論描述。

在本世紀(jì)初的幾十年里，各國(guó)都在尋找氦氣資源，在當(dāng)時(shí)主要是為了充飛艇。但是到了今天，氦不僅用在飛行上，科學(xué)研究，現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)，都離不開氦，而且用的常常是液態(tài)的氦，而不是氣態(tài)的氦。液態(tài)氦把人們引到個(gè)新的域——低溫。

在液態(tài)空氣的溫度下，氦和氖仍然是氣體；在液態(tài)氫的溫度下，氖變成了固體，可是氦仍然是氣體。