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浅谈超导体徐建强河南省卢氏县第一高级中学来源人教网由于导体的电阻，在远距离输电等方面造成较大的电能浪费；如能生产一种超导体材料，没有电阻，电流流经它时将不受任何阻力，没有热损耗，于是就能以小的功率得到大的电流，从而产生几个甚至几十个特斯拉的超强磁场，将具有很高的应用价值。
今天，这一切以成为现实。
一、超导体的基本特性1. 零电阻效应超导现象的发现是与低温技术的发展分不开的。
1906年荷兰著名低温物理学家昂纳斯(H．K．Onnes，1853—1926)首次制备出液态氮，获得4开的低温(相当于-269℃)，随后又获得了1.04开的低温。
这是继1898年制备出液态氢获得14开低温之后的巨大进展。
随着低温技术的进展，科学家已注意到纯金属的电阻随温度的降低而减小的现象。
昂纳斯首先研究低温下水银电阻的变化。
l911年发现了水银的超导现象。
在4.2开附近水银电阻突然变小。
图1是水银的电阻随温度的变化情况，纵坐标是该温度下水银电阻与0℃时电阻的比值：R(T)／R(0℃)。
较精确的测量给出水银的超导转变温度（临界温度）Tc＝4.153 开。
继续降温到3开时，电阻降到仅为0℃时电阻值的10-7Ω，电阻值实际已可看作零了。
图1水银的零电阻效应1912—1913年间昂纳斯又发现锡(Sn)在3.8开低温时，也有零电阻现象。
随后科学家们又发现了其他许多金属或合金在低温下都有零电阻效应。
昂纳斯首先将这种特殊的电学性质称为超导。
昂纳斯由于液氦的制备和超导现象的研究获 l913 年诺贝尔物理学奖。
2 ．完全抗磁性1933年，德国物理学家迈斯纳(W．Meissner) 通过实验发现：当置于磁场中的导体通过冷却过渡到超导态时，原来进入此导体中的磁感线会一下子被完全排斥到超导体之外 (见图2)，超导体内磁感应强度变为零，这表明超导体是完全抗磁体。
这个现象称为迈斯纳效应。
3 ．存在临界磁场实验表明，超导态可以被外磁场所破坏，在低于Tc的任一温度T下，当外加磁场的磁感应强度B小于某一临界值Bc时。
超导性简介超导体，又称零电阻体。
利用零电阻现象制作的器件，叫超导器件。
在零电阻材料中，能够传递超过绝缘体所允许的电流，这种现象叫超导性。
超导现象起源于超导体内的电子和正离子的无规则运动，电子的热运动不受磁场影响，而正离子的运动只能在外磁场作用下进行，由于电子运动和正离子运动互相抵消，使得在没有电流通过时超导体仍然保持超导特性。
因此，当外加磁场去掉后，超导体又恢复到正常导电状态。
超导现象在温度很低的液氦或金属钠等物质中才可能出现。
超导体有完全抗磁性，其电阻为零，即导电性和完全抗磁性，且温度越高，其导电性能和抗磁性能越强。
在工业、农业、科学技术和日常生活中，人们对超导材料的利用始于第二次世界大战期间。
在那些年里，由于超导体的电阻变为零，超导元件具有了新的优势，如降低制冷费用，使超导元件成为实用的高效制冷设备。
然而，最早发现超导电性的材料却是陶瓷。
1939年，美国物理学家斯特罗迈耶发现，当温度升高时，普通陶瓷的电阻突然变为零。
1941年，荷兰科学家昂尼斯实现了超导，人们开始认识到，金属氧化物在较低温度下也会呈现超导电性。
1946年，在此基础上制成了人类历史上第一个超导体。
50年代末，磁性氧化物开始用于超导磁体。
1954年，人造超导体氦化物的单晶在美国实现了超导。
70年代以来，铌酸锂、钛酸钡等超导材料的制造工艺不断改进，其临界温度不断提高，现已达到室温以上，可用作超导计算机的线路板和晶体管。
超导现象的发现是20世纪最伟大的科学成就之一，它使人类的研究触角深入到物质的微观领域，开辟了材料研究的新纪元。
在未来科学的发展中，有许多重要的新型材料将有待人们去探索。
不仅如此，超导体还具有高效节能的特点。
随着社会的发展和人民生活水平的提高，交流电的能量损耗问题已经引起人们的关注。
这一方面固然是由于它价格便宜，另一方面更重要的原因在于交流电存在能量损失大的缺陷，这是因为，在传输过程中，电压升高，功率增大，但电流减小。
超导磁化率
【原创版】
目录
1.超导简介
2.磁化率的定义和计算
3.超导材料与磁化率的关系
4.超导在实际应用中的重要性
正文
一、超导简介
超导，指的是某些材料在低温下电阻为零的物理现象。
这种特性使得超导材料在通电时不会产生热量，因此具有很高的能量利用效率。
自 20 世纪初发现以来，超导技术在科学研究和实际应用中一直备受关注。
二、磁化率的定义和计算
磁化率是一个描述材料在外加磁场作用下磁化程度的物理量，通常用字母χ表示。
它的计算公式为：χ = (M - 0) / H，其中 M 表示材料的磁化强度，H 表示外加磁场的强度。
磁化率是一个无量纲的参数，可以用来衡量材料的磁性能。
三、超导材料与磁化率的关系
超导材料在低温下具有磁化率极低的特点，这是由于超导材料中的电子在低温下形成电子对，这些电子对之间的相互作用使得材料的磁性大大降低。
然而，在超导材料被磁化后，其磁化率会急剧增加，这种现象称为超导临界磁化率。
研究超导材料的磁化率有助于深入了解超导现象及其内在机制。
四、超导在实际应用中的重要性
超导技术在许多领域具有广泛的应用前景，如能源、交通、信息等。
其中，超导磁体由于具有极高的磁场强度和极低的磁化率，被广泛应用于磁力悬浮列车、磁约束聚变等大型工程项目。
此外，超导材料还用于制作高性能传感器、高能粒子加速器等高精尖设备。
超导技术及其应用超导技术是一种利用超导材料的独特电学特性来制造电子设备的技术，在多个领域得到广泛应用。
本文将探讨超导技术的原理、发展历程以及在能源、医学、计算机等领域的应用。
一、超导技术简介超导材料是一种在低于临界温度下（临界温度是一个物质进入超导状态的临界点。
）电阻变为零的材料。
这意味着，超导状态下的电能可以在不产生能量损耗的情况下在材料内部传输。
超导材料的这些独特电学特性使得它们在电路、磁学、能源和医学等领域中具有广泛的应用前景。
二、超导技术的历史和发展超导技术最初出现于1911年，当时Dutch Physicist Heike Kamerlingh Onnes首次发现，当他把汞降温至4.2K（几乎是绝对零度的温度）时，其电阻率为零，即呈超导状态。
从那时起，超导材料的研究一直在不断进步。
1941年，美国物理学家William Shockley首次提出了超导技术的概念，指出了超导技术在电路和自我感应方面的应用前景。
1957年，超导材料Nb3Sn被发现，在它的超导状态下，临界温度为18K。
3亿磁感应强度在18K-20K的Nb3Sn，比铜线的电阻小多了，这意味着使用这种材料作为电线可以节省大量的电力。
1962年，IBM物理学家Robert Schrieffer、Leon Cooper和John Bardeen首次提出了超导理论，并因此获得了1965年的诺贝尔物理学奖。
到了20世纪80年代，开发出了高温超导材料，其中最具代表性的是La-Ba-Cu-O材料。
这种材料的临界温度高达140K，这使得超导技术可以被更加广泛地应用于实际应用中。
三、超导技术的应用能源领域超导技术在电力输送和电网稳定性方面有着广泛的应用。
由于超导材料在超导状态下可以实现电流不损耗传输，它们被广泛用于输电线路和电缆制造。
超导电缆可以节约大量的能源，减少能源损耗，保证电网的稳定运行。
医学领域MRI成像技术通常使用超导体来产生磁场，该技术可以在体内生成非常强的磁场，使得弱磁性细胞和组织成像变得更加清晰，这是大多数其他技术无法实现的。
超导材料的特性、发展及其应用1.超导材料简介1.1 超导材料的三个基本参量超导材料是指在一定的低温条件下会呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料，其材料具有三个基本临界参量，分别是：1> 临界温度T c：破坏超导所需的最低温度。
T c是物质常数，同一种材料在相同条件下有确定的值。
T c值因材料而异，已测得超导材料T c值最低的是钨，为0.012K。
当温度在T c 以上时，超导材料具有有限的电阻值，我们称其处于正常态；当温度在T c以下时，超导体进入零电阻状态，即超导态。
2> 临界电流I c和临界电流密度J c：临界电流即破坏超导所需的最小电流，I c一般随温度和外磁场的增加而减少。
单位截面积上所承载的I c称为临界电流密度，用J c来表示。
3> 临界磁场H c：即破坏超导状态所需的最小磁场。
图1-1 位于球内的部分为超导状态超导材料的这些参量限定了应用材料的条件，因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。
以T c为例，从1911年荷兰物理学家昂纳斯发现超导电性(Hg，T c=4.2K)起，直到1986年以前，人们发现的最高的T c才达到23.2K(Nb3Ge，1973)。
1986年瑞士物理学家K.A.米勒和联邦德国物理学家J.G.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性，从而将T c提高到35K；之后仅一年时间，新材料的T c已提高到了100K左右。
如今，超导材料的T c最高已超过了150K[1]。
1.2 超导体的分类第Ⅰ类超导体：第I类超导体主要包括一些在常温下具有良好导电性的纯金属，如铝、锌、镓、镉、锡、铟等，该类超导体的溶点较低、质地较软，亦被称作“软超导体”。
其特征是由正常态过渡到超导态时没有中间态，并且具有完全抗磁性。
第I类超导体由于其临界电流密度和临界磁场较低，因而没有很好的实用价值[2]。
第Ⅱ类超导体：除金属元素钒、锝和铌外，第II类超导体主要包括金属化合物及其合金。
