Доклад понятие о сверхпроводимости

by ИннаPosted on

Для постоянного электрического тока электрическое сопротивление сверхпроводника равно нулю. Эффект Мейсснера, как назвали это явление, был важным открытием, поскольку благодаря ему физикам стало ясно, что сверхпроводимость — квантово-механическое явление. Позднее ему удалось довести его температуру до 1 Кельвина. Если кольцо охладить до нужной температуры, то ток в кольце будет существовать неограниченно долго даже после удаления вызвавшего его источника тока. Изотопический эффект указывал на то, что температура перехода зависит от массы атомов кристаллической решетки и, следовательно, сверхпроводимость не является чисто электронным эффектом. Идея американского физика была подхвачена во многих лабораториях различных стран. IEEE Spectrum.

Эта частота обычно лежит в инфракрасной области около 10 11 Гцпоэтому в видимом диапазоне сверхпроводники практически ничем не отличаются от обычных металлов [11]. Эта величина называется критической температурой перехода.

Известные ныне температуры Т с изменяются в пределах от 0, К у магния Mg до 23,2 К у интерметаллида ниобия и германия Nb 3 Ge, в плёнке и 39 К у диборида магния Mg B 2 у низкотемпературных сверхпроводников Т с ниже 77 К, температуры кипения жидкого азотадо примерно Доклад понятие о сверхпроводимости у ртутьсодержащих высокотемпературных сверхпроводников. Таким образом, сверхпроводники в своём развитии прошли путь от металлической ртути 4,15 К к ртутьсодержащим высокотемпературным сверхпроводникам К.

Переход вещества в сверхпроводящее состояние сопровождается изменением его тепловых свойств. Однако, это изменение зависит от рода рассматриваемых сверхпроводников.

Сверхпроводимость сверхпроводники

Такая температурная зависимость теплоемкости электронной подсистемы сверхпроводника свидетельствует о наличии энергетической щели в распределении электронов доклад понятие о сверхпроводимости основным состоянием сверхпроводника и уровнем элементарных возбуждений.

Когда же переход из сверхпроводящего состояния в нормальное осуществляется изменением приложенного магнитного поля, то тепло должно поглощаться например, если образец теплоизолирован, то его температура понижается. Даже более важным свойством сверхпроводника, чем нулевое электрическое сопротивление, является так называемый эффект Мейснеразаключающийся в вытеснении постоянного магнитного поля из сверхпроводника. Из этого экспериментального наблюдения делается вывод о существовании незатухающих токов внутри сверхпроводника, которые создают внутреннее магнитное поле, противоположно направленное внешнему, приложенному магнитному полю и компенсирующее.

Биография менделеева реферат краткоПонятие о среде обитания факторы среды реферат
Планирование качества проекта рефератРеферат по геометрии на тему стереометрия
Доклад роль витаминов в организме человекаРеферат на тему брак права и обязанности супругов

Достаточно сильное магнитное поле при данной температуре разрушает сверхпроводящее состояние вещества. Магнитное поле с напряжённостью Н cкоторое при доклад понятие о сверхпроводимости температуре вызывает переход вещества из сверхпроводящего состояния в нормальное, называется критическим полем.

При уменьшении температуры сверхпроводника величина Н c возрастает. Зависимость величины критического поля от температуры с хорошей точностью описывается выражением. Разрушение сверхпроводящего состояния под действием доклад понятие о сверхпроводимости поля отличается у сверхпроводников I и II рода.

В году учёными Литтлом и Парксом было обнаружено, что температура перехода тонкостенного цилиндра малого радиуса в сверхпроводящее состояние периодически с периодом равным кванту потока зависит от величины магнитного потока. Изотопический эффект у сверхпроводников заключается в том, что температуры Т с обратно пропорциональны квадратным корням из атомных масс изотопов одного и того же сверхпроводящего элемента. Как следствие моноизотопные препараты несколько отличаются по критическим температурам от природной смеси и от друг друга [16].

Поскольку роторами гироскопов служили практически идеально гладкие сферыиспользование момента Лондона было одним из немногих способов определить их ось вращения. Вращающееся и при этом ускоряющееся, то есть наращивающее частоту оборотов кольцо из сверхпроводника генерирует гравитационное поле. Экспериментаторы впервые измерили искусственно созданное таким образом гравитомагнитное поле. Вызванное таким способом поле было в миллионов раз слабее гравитационного поля Земли.

И хотя этот эффект и был предсказан Общей теорией относительностиданная напряжённость поля оказалась на 20 порядков сильнее расчётного значения [19]. Полностью удовлетворительная микроскопическая теория сверхпроводимости в настоящее время отсутствует [20].

6314835

Особенностью связанных в такой ансамбль электронов является то, что они не могут обмениваться энергией с решёткой малыми порциями, меньшими, чем их энергия связи в ансамбле. Это означает, что при движении электронов в кристаллической решётке не изменяется энергия электронов, и вещество ведёт себя как сверхпроводник доклад понятие о сверхпроводимости нулевым сопротивлением.

Квантово-механическое рассмотрение показывает, что при этом не происходит рассеяния электронных волн на тепловых колебаниях решётки или примесях. А это и означает отсутствие электрического сопротивления. Такое объединение частиц невозможно в ансамбле фермионов. Оно характерно для ансамбля тождественных бозонов. Прислушайтесь к нашим советам, чтобы найти репетитора быстрее: Совет 2.

Доклад понятие о сверхпроводимости 5126

Мы найдем репетитора в течение дня! Прислушайтесь к нашим советам, чтобы найти репетитора быстрее: Совет 3. Что такое Wiki-учебник?

7195433

История открытия Открытие сверхпроводимости принадлежит голландскому физику Х. Свойства сверхпроводников Критической температурой называют температуру, при которой вещество переходит в сверхпроводящее состояние.

Явление сверхпроводимости возникает в металлах и их сплавах при очень низких температурах примерно 25 К и ниже. Существуют справочные таблицы, в которых указываются критические температуры некоторых веществ. Так как сопротивление в сверхпроводимости отсутствует, следовательно, не происходит выделения тепла при прохождении через проводник электрического тока.

Это свойство сверхпроводников широко используется. Для доклад понятие о сверхпроводимости сверхпроводника существует критическое значение силы тока, которое можно достигнуть в проводнике, не нарушая его сверхпроводимости.

Это происходит потому, что при прохождении силы тока, вокруг проводника создается магнитное поле.

Сверхпроводимость!

Его частицы взаимодействуют друг с другом лишь в одном каком-то направлении, а в двух других, поперечных направлениях взаимодействие между частицами пренебрежимо малы.

В рамках такой модели американский физик У. Литлл в году выдвинул доклад понятие о сверхпроводимости предположение: возможны сверхпроводники не металлической, а органической природы. Важное место в своих рассуждениях Литлл отводил полимерным молекулам, в основной цепи которых есть чередующиеся единичные и кратные связи химики называют такие связи сопряжёнными.

Дело в я как бренд, что каждая химическая связь, соединяющая атомы,- это пара принадлежащих им обоим электронов. В цепочке сопряженных связей степень обобществления электронов еще выше: каждый из них в равной мере принадлежит всем атомам цепочки и доклад понятие свободно перемещаться вдоль.

Эту особенность сопряженных связей в основной цепи полимерной молекулы Литлл полагал важной предпосылкой для перехода в сверхпроводящее состояние. Необходимой для перехода он считал и особую структуру ответвлений доклад понятие о сверхпроводимости основной цепи.

Составив проект своего полимера, ученый заключил: вещество с такими молекулами обязано быть сверхпроводящим; более того - в это состояние оно должно переходить при не очень низкой температуре, возможно, близкой к комнатной. Проводники, свободные от всяких энергетических потерь при совершенно обычных условиях, конечно же, совершили бы революцию в электротехнике. Сверхпроводимости американского физика была подхвачена во многих лабораториях различных стран. Однако довольно быстро выяснилось, что придуманный Литллом пример, никоем образом, перейти в сверхпроводящее состояние не способен.

Но энтузиазм, рожденный смелой идей, дал свои плоды, пускай и не там, где они предвиделись на первых порах. Сверхпроводимость была-таки обнаружена за пределами мира металлов.

Доклад по физике. Сверхпроводимость: история развития, современное состояние и перспективы

Они применяются во многих клиниках мира для наблюдения и анализа магнитных полей, обусловленных сердечной деятельностью магнитокардиограмма - МКГдеятельностью мышц магнитомиограмма - ММГмозговой деятельностью магнитоэнцефалограмма - МЭГ. В Японии прошла испытания канальная система. При создании таких систем, кроме стандартных требований к этим приборам - низкого шума, высокой скорости слежения, доклад понятие о сверхпроводимости временной стабильности и т.

Открытие высокотемпературных сверхпроводников и прогресс технологии создания малошумящих СКВИДов, приближающихся по своим характеристикам к низкотемпературным, но работающих при азотном охлаждении, во многом упростили проблему их внедрения в аппаратуру теле коммутационных комплексов. Весьма важно то, что теперь произошло перекрытие диапазонов рабочих температур сверхпроводниковых устройств.

В результате возникла возможность разработки гибридных устройств, открывающая принципиально новые перспективы в системах связи. Уже в приёмниках станций сотовой и персональной связи, работающих на частотах от МГц до 2 ГГц, пользуются супер - узкополосные сверхпроводящие фильтры из высокотемпературных сверхпроводящих плёнок.

Разработаны и проходят испытания резонаторы, мультиплексоры, линии задержки и прочие пассивные элементы радиоэлектроники. Их достоинствами, по сравнению с элементами из не сверхпроводящих материалов, являются более низкие потери, доклад понятие о сверхпроводимости, компактность и температурная стабильность.

В последнее время проявляется огромный интерес к развитию техники, способной представить пространственное изображение источников магнитного поля.

Но и это оказалось недостаточным для современных ЭВМ. На этом сайте вы найдете репетитора!

Основной мотив здесь, конечно, желание понять структуру и динамику магнитных вихрей как в низко- так и в высокотемпературных сверхпроводниках. Прикладной интерес связан с получением магнитных изображений для биомедицинских приложений и неразрушающего контроля материалов. Только подобный микроскоп даёт не оптическое изображение исследуемого образца, а магнитное, т.

Сверхпроводимость

При перемещении образца относительно СКВИД - датчика регистрируется величина магнитного потока и визуализируются его пространственные вариации над поверхностью образца. Так как СКВИДы - чувствительнейшие датчики магнитного потока, то с их помощью можно исследовать магнитные поля от мизерных объёмов вещества, например, тончайших ферромагнитных и сверхпроводящих плёнок. Источниками поля могут является либо микроскопические магнитные включения, либо протекающие токи.

Примером практического применения азотного СКВИД - микроскопа является сканирование слабонамагниченных объектов, таких, например, как специальные чернила или краски на ценных бумагах. Огромные перспективы открывают сверхпроводниковые методы в энергетике. В энергосистеме Женевы заработал первый в мире трёхфазный распределительный трансформатор, охлаждаемый жидким азотом, намотки которого выполнены из ВТСП материала.

При значительно меньших потерях он более компактный и вдвое легче традиционного трансформатора с медной намоткой. Разрабатываемые ВТСП - токоограничители приборы, ограничивающие ток короткого замыкания стали предметом реальной энергетики. Уже эксплуатируется такое устройство на основе ВТСП - технологии на одной из гидростанций.

Приборы с электромагнитами, изготовленными из ВТСП провода, работают доклад понятие о сверхпроводимости ряде учреждений. Понятен всё возрастающий интерес к сверхпроводниковой технологии и сверхпроводниковым материалам у компьютерной отрасли техники. Более двух десятилетий ведутся работы по созданию сверхпроводниковых запоминающих устройств ЗУ. Сначала было предложено и изучено простейшее устройство - криотрон, состоящий из танталовой проволоки и ниобиевой катушки.

Если кольцо охладить до нужной температуры, то ток в доклад понятие о сверхпроводимости будет существовать неограниченно долго даже после удаления вызвавшего его источника тока.

Магнитный поток — это совокупность магнитных силовых линий, образующих магнитное поле. Пока напряженность поля ниже некоторого критического значения, поток выталкивается из сверхпроводника, что схематически показано на рис.

Твердое тело, проводящее электрический ток, представляет собой кристаллическую решетку, в которой могут двигаться электроны. Решетку образуют атомы, расположенные в геометрически правильном порядке, а движущиеся электроны — это электроны с внешних оболочек атомов. Поскольку поток электронов и есть электрический ток, эти электроны называются электронами проводимости.

Если проводник находится в нормальном несверхпроводящем состоянии, то каждый электрон движется независимо от. Способность любого электрона перемещаться и, следовательно, поддерживать электрический ток ограничивается его столкновениями с решеткой, а также с атомами примесей в твердом теле. Чтобы доклад о туризм проводнике существовал ток электронов, к нему должно быть приложено напряжение; это значит, что проводник имеет электрическое сопротивление.

Столкновения между электронами и решеткой становятся невозможными, и ток, однажды возникнув, будет существовать и в отсутствие внешнего источника тока напряжения.

Сверхпроводящее состояние возникает скачкообразно при температуре, которая называется температурой перехода. Выше этой температуры металл или полупроводник находится в нормальном состоянии, а ниже ее — в доклад понятие о сверхпроводимости.

Доклад понятие о сверхпроводимости 6025

Например, тенденция к упорядочиванию в таких металлах, как медь, золото и серебро, столь мала, что эти элементы не становятся сверхпроводниками даже при температуре, лежащей лишь на несколько миллионных кельвина выше абсолютного нуля.

Другие металлы и сплавы имеют температуры перехода в диапазоне от 0, до 23,2 К см. В были созданы сверхпроводники из керамических материалов с доклад высокой температурой перехода.

Сверхпроводящее состояние физики называют макроскопическим квантово-механическим состоянием. Квантовая механика, которой обычно пользуются для описания поведения вещества в сверхпроводимости масштабе, здесь применяется в макроскопическом масштабе. Именно то обстоятельство, что понятие механика здесь позволяет объяснить макроскопические свойства вещества, и делает сверхпроводимость столь интересным явлением. Очень много сведений о металле дает соотношение между внешним напряжением и вызванным им током.

Согласно этому закону закону Омаэлектрический ток пропорционален напряжению при любом значении величины Rкоторая является коэффициентом пропорциональности.

Разработаны и проходят испытания резонаторы, мультиплексоры, линии задержки и прочие пассивные элементы радиоэлектроники. Именно эти два свойства - бесконечная проводимость и идеальный диамагнетизм - являются главными характеристиками сверхпроводимости.

Сопротивление обычно не зависит от тока, но зависит от температуры. Получив в жидкий гелий, Г. Камерлинг-Оннес из Лейденского университета Нидерланды стал измерять сопротивление чистой ртути, погруженной в жидкий гелий, и обнаружилчто при температурах жидкого гелия сопротивление ртути падает до нуля. Позднее было установлено, что многие другие металлы и сплавы тоже становятся доклад понятие о сверхпроводимости при низких температурах.

Следующее важное открытие было сделано в немецким физиком В.