第4章(1)超导体

第一章电子材料概论1.晶体有哪些基本特征？简述晶体与非晶体的异同。

答：晶体的宏观特征:（1）有规则的外形（自范性）；（2）晶体的均匀性，来源于晶体中原子排布的周期性规则，宏观观察中分辨不出微观的不连续性；（3）物理性质的各异向性；（4）稳定性，晶体有固定的熔点；（5）解理性非晶态的特点：原子的空间排列不具有周期性，长程无序，短程有序;物理性能各向同性；介稳状态。

2.晶体中的缺陷及其类型有哪些？答：晶体中的缺陷，是指实际晶体与理想的点阵结构发生偏离的地区。

由于点阵结构具有周期性和对称性，所以凡使晶体中周期性势场畸变的因素称为缺陷。

类型：电子缺陷，原子缺陷。

原子缺陷:杂质、位错、空位等。

原子缺陷按几何形状分为:点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷、微缺陷。

3.什么是晶粒间界？大角度晶界有哪些常用模型？相界有哪些类型？答：单相多晶材料中，晶粒与晶粒间的过渡区，称晶粒间界（GB）。

大角度晶界常用模型：过冷液体模型，小岛模型。

相界：系统内含有两个或两个以上的相，当处于热力学平衡时，不同相之间的界面。

类型:非共格相界，共格相界，准共格相界，分界面。

4.简述X射线结构分析的基本原理和常用方法。

答：由于晶体中原子排列的对称性和周期性，X射线对晶体来说是天然光栅，所以当X射线通过晶体时，就会出现衍射现象，因而通过对衍射花样的分析和计算，就可以获得晶体结构的各种参数。

常用方法：单晶衍射法，粉末法。

5.简述近代表面分析方法的基本原理和常用表面分析方法。

答：用一定能量的某种射线或粒子束去激发固体表面后，将产生带有某种表面信息的表面射线，用这种射线进行能量分布的分析。

常用表面分析方法：透射电子显微镜，扫描电子显微镜。

6.简述纳米材料的结构与性能特征。

答：纳米材料是指材料中颗粒（晶粒）尺寸处于纳米范围（2~10nm）的金属、合金、金属氧化物、无机物或聚合物等材料，包括纳米微粒、纳米结构、纳米复合材料；材料本身具有量子尺寸效应、表面界面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

一、选择题1．短周期元素M 的原子核外有n 个电子层上排布了电子，最外层电子数为2n+1。

下列有M 的说法中，不一定正确的是A ．M 是非金属元素B ．M 的气态氢化物不一定是电解质C ．M 的常见单质在常温下为气态D ．M 的最高价氧化物对应的水化物是强酸2．原子序数为x 的元素E 在周期表中位于A ，B ，C ，D 四种元素中间(如图所示)，则A ，B ，C ，D 四种元素的原子序数之和不可能是(镧系、锕系、0族元素除外)( )A ．4xB ．4x+6C ．4x+10D ．4x+14 3．下列不能用于鉴别亚硝酸钠和食盐的试剂是 A ．酸化的碘化钾溶液和淀粉 B ．酸化的FeCl 2溶液C ．酸性高锰酸钾溶液D ．硝酸银溶液 4．12C 是一种放射性同位素，在高层大气中由宇宙射线产生的中子或核爆炸产生的中子轰击14N 可使它转变为12C 。

下列说法正确的是A ．14C 和14N 互为同位素B ．12C 与C 60互为同素异形体C ．人体内，由于新陈代谢作用也存在12CD ．可利用死亡生物体中12C 不断衰变的原理对文物进行年代测定5．下列离子方程式书写正确的是A ．向碳酸氢钠溶液中加入足量氢氧化钡溶液：2+-332HCO + Ba + OH = BaCO +H O -↓B ．过量二氧化碳通入次氯酸钠溶液中：-2-223CO +H O+2ClO =2HClO+COC ．向硫酸铝溶液中加入过量氨水：3+-+32242Al +4NH H O=AlO +4NH +2H OD ．向2FeI 溶液中通入足量氯气：2+-3+-222Fe +2I +2Cl =I +2Fe +4Cl6．短周期主族元素R 、X 、Y 和Z 在周期表中相对位置如图所示。

已知这四种元素的质子数之和等于55。

下列说法错误的是A ．简单阴离子结合氢离子的能力：Y ＞ZB ．常温常压下，R 单质呈气态C ．Z 的氧化物对应水化物一定是强酸D．Y和Z组成的化合物是共价化合物7．下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图，下列说法不正确的是（）A．N、Z两种元素的离子半径相比前者较大B．M、N两种元素的气态氢化物的稳定性相比后者较强C．X与M两种元素组成的化合物能与碱反应，但不能与任何酸反应D．工业上常用电解Y和N形成的化合物的熔融态制取Y的单质8．X、Y、Z 均为元素周期表中前三周期元素，X b+、Y b−、Z(b+1)−三种简单离子的电子层结构相同，下列说法正确的是A．原子半径的大小顺序为：Z > Y > XB．离子半径的大小顺序为：Y b− > Z(b+1)− > X b+C．原子序数的大小顺序为：X>Y>ZD．气态氢化物的稳定性：H(b+1)Z > H b Y9．W、X、Y、Z 是短周期主族元素，且原子序数依次增大，W 的氧化物较多，其中一种为红棕色气体，X 为同周期主族元素中原子半径最小的金属元素，四种元素的最外层电子数之和为 19。

一、选择题1．原子序数依次增大的a、b、c、d四种短周期主族元素，a原子半径最大，b的氧化物的水化物显两性，c核外电子总数为原子次外层的电子数的两倍。

下列叙述正确的是A．离子半径：c>d>b>aB．cd两种元素可形成离子化合物C．c的氧化物的水化物是强酸D．d单质形成的氢化物的稳定性比c单质的强2．A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示.已知B、C元素的族序数之和是A元素族序数的2倍，B和C元的原子序数之和是A的4倍，则A、B、C分别为A．Be、Na、AlB．B、Mg、SiC．C、Al、PD．O、P、Cl3．核内中子数为N的R2+，质量数为A，则ng它的同价态氧化物中所含电子的物质的量为A．nA+16(A+N-10)mol B．NA(A+N-6)molC．(A−N+2)mol D．nA+16(A-N+8)mol4．原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z，依次对应形成a、b、c、d 4种单质；Y元素原子最外层电子数等于其电子层数；向甲的溶液中通入丙气体，产生白色沉淀，它们之间的转化关系如图所示。

下列说法正确的是A．元素对应的简单离子的半径：Z＞Y＞XB．电解熔融的甲可以获得c、dC．Y的最高价氧化物对应的水化物与酸、碱均反应D．丁中含有配位键，属于配合物5．正确掌握化学用语是学好化学的基础，下列化学用语正确的是A．乙烯的结构简式为CH2CH2B．苯的实验式为C6H6C．Cl-的结构示意图为：D．NaCl的电子式：6．下列生活中各常见的物质与其有效成分的化学式、用途的对应关系中，不正确．．．的是选项A B C D物质名称食盐漂粉精复方氢氧化铝片呼吸面具有效成分NaCl Ca(ClO)2Al(OH)3Na2O主要用途做调味品做漂白剂、消毒剂做抗酸药做供氧剂A．A B．B C．C D．D7．下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是A．BF3B．H2O C．SiCl4D．PCl58．光鼎国际控股集团在广东河源市龙川县麻布岗镇天堂山探明了一座储量达17.5万吨的独立铷矿床。

第一节电荷与电流一、摩擦起电1、摩擦能使物体带电。

物体带了电，能吸引轻小物体。

2、电荷：物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了”电”或带了电荷。

3、摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象，就是摩擦起电现象。

4、自然界只有两种电荷，正电荷和负电荷。

正电荷：玻璃棒与丝绸摩擦后，玻璃棒上所带的电荷。

负电荷：橡胶棒与毛皮摩擦后，橡胶棒上所带的电荷。

5、摩擦起电现象的实质：物体之间的摩擦会使一个物体上的电子转移到另一个物体上，得到电子的那个物体就带负电了，另一个失去电子的物体就带等量的正电。

这种现象称为摩擦起电。

摩擦起电的电不流动，称为静电。

6、摩擦起电原因：不同种物质，原子核对电子束缚本领强弱不同造成的。

7、摩擦起电不是创造了电，而是电子发生了转移！物体带电的本质是电子的转移。

8、同种电荷，相互排斥；异种电荷，相互吸引。

带电体能吸引不带电的轻小物体。

9、用验电器检验物体是否带电，验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。

二、电荷与电流1、电流的形成：电荷的定向移动形成电流。

2、电流的方向：科学上规定，正电荷定向运动的方向为电流方向。

3、金属内存在着大量可自由移动的电子。

金属导体中的电流是由带负电的电子的定向移动形成的，因此，电子运动的方向与我们规定的电流方向恰好相反。

4、能提供电能的装置，叫做电源。

①干电池：带有铜帽的碳棒是正极，锌筒是干电池的负极。

②蓄电池③发电厂通过电网远距离输送。

5、需消耗电能的电器，叫做用电器。

实验室常用的用电器是小灯泡。

6、开关的作用：控制电流的通或断。

7、导线的作用：输送电能。

8、电路的元件：电源、用电器、导线、开关。

9、连接电路的注意点：将导线露出的铜芯丝线顺时针绞成一股，顺时针弯成半圆形。

连接时开关一定要断开。

10、电路的三种状态：①通路（也叫做闭合电路）：处处接通的电路（开关闭合时，电路中有电流），这样的电路叫做通路。

②开路（也叫做断路）开关断开，或电路中某一部分断开时，电路中不再有电流通过，这样的电路叫做开路。

第四章电压电阻知识点
1、电压的作用是电路中形成的原因，是提供电压的装置。

电压的符号是：。

电压的单位是：。

1kV= V= mV
2、叫电阻。

电阻常用字母来表示，电阻的国际单位是：，它与其它单位的换算关系是：在电路图中电阻的元件符号是：。

3、在探究决定电阻大小的因素实验中，用到的实验方法有：和。

通过此实验得出的结论是：导体的电阻是的一种性质，它的大小决定于导体的、、、。

4、某些物质在温度降低到一定程度时，电阻就变为零，这称为现象。

只要是超导体，其电阻就为零。

5、变阻器的种类有：、、。

6、滑动变阻器的元件符号表示为：，其原理是：通过改变接入电路中的来改变。

7、滑动变阻器的作用有：和。

8、变阻器的铭牌上标有“200Ώ，5A”。

其中，200Ώ表示：
5A表示：。

9、使用滑动变阻器应注意：（1）要根据需要对变阻器进行选择，（选填：能，不能）使通过的电流超过允许通过的最大电流。

（2）变阻器要与被控制的电路联。

（3）两个接线柱应采用的接法。

若同时使用下面两个接线柱，则无论怎样移动滑片，都不会改变连入电路中电阻的大小，相当于接入一个较大阻值的，若同时使用上面两个接线柱，无论怎么样移动滑片，都不会改变连入电路中电阻的大小，此时相当于接入一根（4）连接电路时，在闭合开关前，应将滑片置于阻值处。

1 / 2。

《超导物理》课程教学大纲课程英文名称：Superconductivity physics课程编号：0332262002课程计划学时：32学分：2课程简介：本课程为专业任选课。

通过该课程的学习，学生可以掌握超导电性的基础知识、基本原理、概念及物理模型，使学生对超导有系统、深入地了解。

能提高本科生分析和解决实际物理问题的能力，为磁性材料物理本科生后续专业发展奠定理论基础。

本课程还适当介绍当前超导的科技发展，超导新材料的进展概况、超导的实际应用等。

一、课程教学内容及教学基本要求第一章超导电基本现象本章重点：超导体磁性的描述。

本章难点：超导体磁性的描述。

本章学时: 4学时教学形式:讲授教具: 黑板，粉笔第一节零电阻现象本节要求：了解金属的电阻随温度的降低而减小的现象。

（考核概率100%）。

第二节临界磁场本节要求：理解外加磁场达到一定程度时，超导态被破坏的现象。

（考核概率50%）。

第三节临界电流本节要求：了解通过超导体的电流达到一定程度时，超导态被破坏的现象。

第四节迈斯纳效应本节要求：理解除去零电阻外，超导体还有独特的磁特性的迈斯纳效应（考核概率50%）。

第五节对超导体磁性的两种模写本节要求：理解磁介质中磁场分布理论的两种观点，即分子电流观点与磁荷观点。

理解两种描述的基本公式。

（考核概率50%）。

第六节无电阻回路的特性本节要求：理解回路无电阻时磁通量保持常熟的特性。

第七节超导元素、合金及化合物本节要求：了解元素、合金及化合物在不同条件下的超导现象。

第二章超导相变热力学及二流体模型本章重点：1) 本章是本课程的重点内容之一，用热力学理论讨论超导态和正常态之间的相变问题。

2）掌握二流体模型对超导态的分析本章难点：超导态的自由能，二流体模型本章学时:5学时教学形式:讲授教具: 黑板，粉笔第一节磁化物体的吉布斯自由能本节要求：掌握：磁场中物体的吉布斯自由能，会做简单计算（考核概率100%）。

第二节在磁场中超导态的自由能本节要求：了解在磁场中超导态的自由能的计算（考核概率50%）。

超导材料的物理特性与应用第一章：概述超导体是指在某些材料中，当温度降低到某个特定的值以下时，电阻率为零，电流可以在材料中自由流动。

这种性质被称为超导性。

自从发现超导现象以来，超导材料已经被广泛应用于诸如能源传输、医疗诊断、磁共振成像等多个应用领域。

第二章：超导材料的分类超导材料可以分为不同的类别，包括：1. Type I 超导材料：这类材料会直接从正常态转变为超导态。

他们具有非常强的迈斯纳效应，但仅在弱磁场下具有超导性。

2. Type II 超导材料：这类材料在受到磁场作用下会先从正常态转变为间态，最终转变为超导态。

他们具有非常强的迈斯纳效应和更高的超导临界温度。

3. 铜基超导体：这类材料最早在1986年被发现，其温度最高可达到135K。

这种超导体以内置晶体缺陷为基础，缺陷形成的区域在超导中起到了关键作用。

4. 铁基超导体：这类材料在2008年被发现，具有非常高的超导临界温度，但截止目前他们的超导机理还有待解决。

第三章：超导材料的物理特性超导材料有许多独特的物理特性，包括：1. 零电阻：最重要的特性之一，电流在超导材料中自由流动，因此电阻率为零。

2. 马格努斯效应：竖直于超导材料表面作旋转运动的物体会受到垂直于其运动平面的位移力。

3. 迈斯纳效应：这是超导体在磁场下受到的一种反作用力，这种力会挤压超导体，从而驱使它们远离磁场。

4. 饱和磁场：指超导材料在饱和磁场下，任何添加的磁场都不能再改变它的超导状态。

第四章：超导材料的应用1. 在医疗领域中，超导材料被广泛用于MRI成像，这种技术有助于对人体内部做出非侵入性的诊断。

2. 超导磁能储存器：超导电缆可以被用于存储巨大数量的电能，这有助于平衡电力系统的能源荷载。

3. 超导发电机：这种设备利用了超导材料的零电阻特性，使得能量可以更为高效地转换成为电能。

4. 超导电缆：超导电缆可以被应用于高压输电，这样电能传输的损失可以被降到非常低的水平。

第五章：结论总之，超导材料因其在电学特性和磁学特性方面的出色表现而被广泛应用于各种领域。