什么是超导体?介绍一下

王朝干货·作者佚名  2011-12-19
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超导体不是一种金属,只是一种状态,当温度低到一定程度时候,任何金属和其他物质都可以成为超导体。 各种金属变成超导体的温度不一样,高温超导体的实现超导转化较高,所以易于制造,但是好的高温超导体材料都是很难得到的,一般是复杂的化合物或混和物

初识超导现象

1911年荷兰科学家翁纳斯(Onnes)在测量低温下水银电阻率的时候发现,当温度降到零下269度附近,水银的电阻

竟然消失了!图1复制了当时的实验曲线。电阻的消失叫做零电阻性。所谓“电阻消失”,只是说电阻小于仪表的最小可测电阻。也许有人会产生疑问:如果仪表的灵敏度进一步提高,会不会测出电阻呢?用“持久电流”实验可以解决这个问题。零。如果回路没有电阻,自然就没有电能的损耗。一旦在回路中激励起电流,不需要任何电源向回路补充能量,电流可以持续地存在下去。有人曾在超导材料做成的环中把电流维持两年半之久而豪无衰减。由此可以电阻率的上限为10-23欧姆厘米,还不到最纯的铜的剩余电阻率的百万亿分之一。零电阻效应是超导态的两个基本性质之一。

由正常导体组成的回路是有电阻的,而电阻意味着电能的损耗,即电能转化为热。这样, 如果没有电源不断地向回路补充能量,回路中的电能在极短时间( 例如微秒)里全部消耗完,电流衰减到零。如果回路没有电阻,自然就没有电能的损耗。一旦在回路中激励起电流,不需要任何电源向回路补充能量,电流可以持续地存在下去。有人曾在超导材料做成的环中把电流维持两年半之久而豪无衰减。由此可以电阻率的上限为10-23欧姆厘米,还不到最纯的铜的剩余电阻率的百万亿分之一。零电阻效应是超导态的两个基本性质之一。

超导态的另一个基本性质是抗磁性,又称迈斯纳(Meissner) 效应。即在磁场中一个超导体只要处于超导态,则它内部产生的磁化强度与外磁场完全抵消,从而内部的磁感应强度为零。也就是说,磁力线完全被排斥在超导体外面,如图2所示。

超导磁悬浮

利用超导体的抗磁性可以实现磁悬浮。图3是超导磁悬浮的示意图。把一块磁铁放在超导盘上,由于超导盘把磁感应线排斥出去,超导盘跟磁铁之间有排斥力,结果磁铁悬浮在超导盘的上方。这种超导悬浮在工程技术中是可以大大利用的, 超导悬浮列车就是一例。让列车悬浮起来,与轨道脱离接触,这样列车在运行时的阻力降低很多,沿轨道“飞行”的速度可达500公里/小时。高温超导体发现以后,超导态可以在液氮温区(零下169度以上)出现,超导悬浮的装置更为简单,成本也大为降低。我国的西南交通大学于1994年成功地研制了高温超导悬浮实验车(

参考资料::http://www.ja.edu.sh.cn/jiaoshiwangye/5/CSF/image/index230.htm

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