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1、1PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 3PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1870年之前法拉第等科学家在室温下用压缩、节流的方法液化了大多数气体,而把当时用此方法直到400大气压下还不能液化的气体,包括氢气、氦气等气体称为永久气体。1908年在荷兰莱登大学物理系的物理实验室,物理学家昂纳斯首次把永久气体氦液化,创造了低温工程学和低温物理学的新纪元。氦的液态温度比绝对零度只高4度。昂纳斯在1911年12月28日宣布了这一发现。但此时他还没有看出这一现象的普遍意义,仅仅当成是有关水
2、银的特殊现象。4PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 目前中国在高温超导材料研制方面仍处于世界领先地位。具体的成果有:钇钡铜氧材料临界电流密度可达6000A/cm2,同样材料的薄膜临界电流密度可达106A/cm2。利用自制超导材料已可测到2108G的极弱磁场(这相当于人体内如肌肉电流的磁场),新研制的铋铅锑锶钙铜氧超导体的临界温度已达132K到164K,这些材料的超导机制已不能用BCS理论解释,中国科学家在超导理论方面也正做着有开创性的工作。5PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 6PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 变
3、化的磁场产生电场。完全导电性这个特点让大家想起理想导体。对于理想的导体,含义就是电阻为0,完全导电的状态。那么,人们刚刚发现超导体时,也认为超导体就是理想导体。7PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 8PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 9PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 10PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 11自然界中很多物质有被磁化现象,在外磁场作用下,物质被磁化产生附加磁感应强度uM,总的磁感应强度等于施加磁感应强度加上附加磁感应强度。u0为真空磁导率,H为磁场强度,M为附加磁场强
4、度,即磁化强度,它是磁化率与磁场强度的乘积。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 12PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 13PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 当细绳系着的永久磁铁落向超导盘时,磁铁将会被悬浮在一定的高度上而不触及超导盘。这是由于超导体的完全抗磁性,使小磁铁的磁力线无法穿透超导体,磁场发生畸变,便产生了一个向上的浮力。基于迈斯纳效应的磁悬浮列车:在铁轨上安置磁石后,在列车底部装上超导线圈。由于超导线圈成为了反磁性体,使得铁轨的磁石挤压出的方向向上形成了一个磁场。线圈内部产生了电流,列车就悬浮起来。同时
5、,线圈作为一种超导体,其阻值为零。因此,不需要提供维持电流所需能量。而且,因为悬浮状态几乎没有摩擦,所以有容易产生快速内力、且噪音小的特点。磁悬浮列车的技术中还有不使用“迈斯纳效应”的,吸收悬浮方式和弹力悬浮方式。目前,超导磁悬浮只有日本拥有专利,而且并未投入商业化运营。其实不仅超导磁悬浮,其他磁悬浮也未完全商业化,世界上建成的也区区几千公里路程。这是因为它有很多问题没有解决:1,安全问题。若断电,则磁场消失,因此无法悬浮。2路基平整度要求很高。3强磁场对人体及环境的影响。14PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 15PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用
6、版本创建 16声子:描述晶格振动的能量子PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1962年约瑟夫森(年约瑟夫森(Josephson)发现的超导电子对隧道效应)发现的超导电子对隧道效应约瑟夫森效应约瑟夫森效应使他与江崎玲於内(使他与江崎玲於内(Leo Esaki)贾埃沃()贾埃沃(Ivar.Giaever)分享了)分享了1973年的诺贝年的诺贝尔物理学奖尔物理学奖超导电子学(超导量子电子学)兴起超导电子学(超导量子电子学)兴起通过约瑟夫森结的电流与外加磁场和电场非常敏感通过约瑟夫森结的电流与外加磁场和电场非常敏感17PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创
7、建 18PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 超导体承受磁场的能力是有限的。当施加磁场超过一定值时,超导体会变成正常态,即迈斯纳效应消失。在临界温度一定的情况下,临界磁场随着温度的升高而降低。也就是说,当物体处于超导临界温度以下时,外加磁场超过一定值,会使其超导现象转变为正常现象。19PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 超导体承受电流的能力也是有限的。当超过一定电流时,其零电阻效应消失,出现了普通导体的电阻现象。由图可知,看Y-Z平面,临界电流随临界温度的升高而降低看X-Z平面,临界电流随临界磁场的升高而降低;看X-Y平面,临界磁场随临界温度的
8、升高而降低。20PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 21PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 22PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 当外磁场小于第一临界磁场Hc1时,超导体内磁感应强度B=0,为完全超导态;当外磁场超过Hc1时,则有部分磁通穿入导体内,其中B从0 迅速增强;当外磁场大于Hc1时,这类超导体并没有完全变成正常体,它们能把一部分磁通排斥于体外,直到外磁场为Hc2时,超导电性才消失。当外磁场介于Hc1与Hc2之间时,超导体状态并不是迈斯纳态,但也不是正常态,即处于超导态的小区与常态的小区嵌镶结构,此态为混合
9、态(Mixed State)。这类超导体在混合态时仍保持一定的超导性,只有当外磁场强度大于Hc2时,零电阻的现象才消失。具有这一特性的超导体即为第二类超导体。23PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 24PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 25PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 26PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 27PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 28PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 29PDF 文件使用 pdfFactory P
10、ro 试用版本创建 30PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 31PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 32PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 33PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 34PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 35PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 因其零电阻效应,电能几乎无损失。36PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 37PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 38PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 39PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 40PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 41PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 42PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 43PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建