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1、 超导电性的微观理论图象超导电性的微观理论图象超导电性的微观理论图象超导电性的微观理论图象一、电子声子如何相互作用？何种电子可以形成库柏对？何种电子可以形成库柏对？超导电性的微观理论图象超导电性的微观理论图象一、电子声子如何相互作用？何种电子最易形成库柏对？何种电子最易形成库柏对？超导电性的微观理论图象超导电性的微观理论图象二、超导能隙是如何形成的？尽管电子之间的相互作用是排斥的，但是由于库柏对借助声子交换尽管电子之间的相互作用是排斥的，但是由于库柏对借助声子交换形成，具有净的的相互吸引，所以能量是负的；形成，具有净的的相互吸引，所以能量是负的；库柏对一旦形成，体系能量就下降，而且固体中的库柏
2、对越多，体库柏对一旦形成，体系能量就下降，而且固体中的库柏对越多，体系的能量愈低；系的能量愈低；拆散一个库柏对需要一个最低能量，所以超导态和正常态存在能隙；拆散一个库柏对需要一个最低能量，所以超导态和正常态存在能隙；由于温度越高库柏对越易拆散，能隙是温度的函数，温度越高，能由于温度越高库柏对越易拆散，能隙是温度的函数，温度越高，能隙越小，当隙越小，当T TT TC C 时，能隙为零。时，能隙为零。超导电性的微观理论图象超导电性的微观理论图象三、如何基于库柏对的概念描述超导电性？当超导体为非载流状态时，无论是库柏对还是正常态电子在动量空当超导体为非载流状态时，无论是库柏对还是正常态电子在动量空间
3、分布是均匀的，没有择优方向，所以无电流存在；间分布是均匀的，没有择优方向，所以无电流存在；在载流情况下，库柏对的质心动量不为零，所有库柏对都获得了一在载流情况下，库柏对的质心动量不为零，所有库柏对都获得了一个大小相等的质心动量；个大小相等的质心动量；声子对对库柏对中电子的散射只是将一个库柏对变成了另一个库柏声子对对库柏对中电子的散射只是将一个库柏对变成了另一个库柏对，并改变库柏对的整体动量，所以载流库柏对所产生的电流是无电对，并改变库柏对的整体动量，所以载流库柏对所产生的电流是无电阻的；阻的；拆散一个库柏对需要一个最低能量，所以较小的电流密度的能量不拆散一个库柏对需要一个最低能量，所以较小的电
4、流密度的能量不足以拆散库柏对。足以拆散库柏对。1 1、超导磁体、超导磁体大尺度、强磁场、低消耗大尺度、强磁场、低消耗2 2、超导电缆、超导电缆电能在零电阻输送，完全没有损耗电能在零电阻输送，完全没有损耗3 3、超导储能、超导储能超导体圆环置于磁场中，降温至材料临界温度以下，撤去磁场，超导体圆环置于磁场中，降温至材料临界温度以下，撤去磁场，由于电磁感应，圆环中有感生电流产生。只要温度保持在临界温由于电磁感应，圆环中有感生电流产生。只要温度保持在临界温度以下，电流便会持续。度以下，电流便会持续。高温超导实用化高温超导实用化诱人前景诱人前景电力能源方面：电力能源方面：输电电缆、发电机、电动机、变压器
5、超导化超导输电电缆、发电机、电动机、变压器超导化超导储能系统、大型电机设备形状与性能的革命储能系统、大型电机设备形状与性能的革命能源工业：能源工业：超导贮能调节电网负荷、超导磁体约束的等离子体超导贮能调节电网负荷、超导磁体约束的等离子体和可能产生的核聚变和可能产生的核聚变电子学方面：电子学方面：超导计算机研究：计算速度高，体积小，功超导计算机研究：计算速度高，体积小，功耗低，使用方便，信息储存量大耗低，使用方便，信息储存量大医学和生物方面：医学和生物方面：核磁共振计算机断层诊断装置核磁共振计算机断层诊断装置(NMR-CT)(NMR-CT)(NMR-CT)(NMR-CT)、超导量子干涉仪超导量子干涉仪(SQUID)(SQUID)(SQUID)(SQUID)