2.超导物理及其应用前景

  • 格式:pdf
  • 大小:2.04 MB
  • 文档页数:43

H
临界磁场
• 1913年,昂尼斯发现:外加磁场 可破坏超导态 , 使其变成正常 态. • 仔细研究发现 ,H 小于一定值 时没有影响,场大到一定值HC 时,超导突然消失.
Hc S Tc N
HC称为超导体的临界磁场. HC是温度的函数.有:
H C (T ) = H C (0)[1 − (T / TC ) 2 ]
(1) 超导体中,共有化电子(总数 N )可分为两类: 一类是正常电子,一类是超导电子;分别有 N n , N s 个。两类电子在空间相互渗透,独 立运动. (2) 常电子存在电阻,携带熵,超导电子无电阻, 不带熵. (3) 两类电子可以相互转化, N s / N n 是温度的 函数
超导能隙
• 从热力学角度计算超导态的熵,要比正常 态的低,说明超导态是一种更有序的态.二 流体模型中,随着温度的变化,超导电子与 正常电子能相互转化,伴随着怎样的能量交 换? • 超导能隙的发现回答了这个问题.
超导物理及其应用前景
制作:赵丽明 周云松
超参考书: <超导物理>章立源 张金龙 崔广霁 <高技术现状与发展趋势>中国版协科技出 版工作委员会
一.超导电基本现象
• • • • 零电阻现象 临界磁场 临界电流 迈斯纳效应
1。零电阻现象
电阻 Hg
• 人们预期: T→0 电阻→0. • 1911年,昂尼斯想做实验 证明这点,然而,新情况出 现了 :
H C (0) 是T=0时的临界场.
临界电流
• 当超导电流大于一定值IC时,超导态变成正 常态,IC称为临界电流.它也是温度的函数.这 也是昂尼斯发现的,而且在临界磁场发现之 前. • 临界场发现后,昂尼斯指出:电流破坏超导态 完全是由于电流产生的磁场超过了临界磁 场.他的观点得到了实验的证实. 现在称为 希尔斯比定律.
迈斯纳效应
• 迈斯纳于1933年发现: 超导态是完全排磁通 的.这就是迈斯纳效 应 . 在这 之前 , 人们一 直认为超导就是完全 的导体.对于完全导 → 体有: ∂ B →
− ∂t = ∇× E = 0
T>Tc T>Tc T<Tc
T<Tc
T>Tc T<Tc
T<Tc
T<Tc
• 即 :B 在超导态应固定 不变
T 4.2k
如图所示.昂尼斯命名为超导态. 4.2k以下, 汞进入一个新物态,其电阻为零
• 超导体:一定温度下能进入超 导态的材料 .( 注意 : 超导体不 总超导 ) 它有两个相: 正常相 与超导相,处于什么相由温度 决定. • 临界温度:正常相与超导相分 界的温度叫临界温度(Tc) • 转变宽度 : 严格的说 , 两相转 变时有一定的温度宽度,叫转 变宽度. • 通常将正常电阻一半时的温 度称为转变温度Tc
• 实验:电流频率达到一定的值 ν c 时,不再 是超导,预示着超导电子要 吸收ν c h 的能量而转化成正常电子. ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������