низкотемпературная сверхпроводимость.
Низкотемпературная сверхпроводимость НТСП - состояние некоторых твердых электропроводящих веществ, при охлаждении до температур близких к абсолютному нулю. Сверхпроводимость обнаружена во многих металлах и комбинации их сплавов. Основные явления, наблюдаемые в сверхпроводящем состоянии вещества - исчезновение электрического сопротивления в сверхпроводнике и выталкивание магнитного потока из его объема.
- Исчезновение электрического сопротивления демонстрируется возбуждением электрического тока в кольце охлаждённого до температуры абсолютного 0 К, то ток в кольце будет существовать неограниченно долго даже после удаления вызвавшего его источника тока.
- Магнитный поток выталкивается из сверхпроводника - пока напряженность поля ниже некоторого критического значения.
Рис. 1. МАГНИТНЫЙ ПОТОК проникает в стержень, находящийся в нормальном состоянии (а), но выталкивается из стержня, охлажденного до сверхпроводящего состояния (б).
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 других. Способность любого электрона перемещаться и, следовательно, поддерживать электрический ток ограничивается его столкновениями с решеткой, а также с атомами примесей в твердом теле.
Чтобы в проводнике существовал ток электронов, к нему должно быть приложено напряжение; это значит, что проводник имеет электрическое сопротивление. Если же проводник находится в сверхпроводящем состоянии, то электроны проводимости объединяются в единое макроскопически упорядоченное состояние, в котором они ведут себя уже как "коллектив"; на внешнее воздействие реагирует также весь "коллектив". 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 сверхпроводящем. Температура перехода данного вещества определяется соотношением двух "противоположных сил": одна стремится упорядочить электроны, а другая - разрушить этот порядок.
Медь, золото и серебро, не становятся сверхпроводниками даже при температуре, абсолютного нуля 0 К, -273,16° С.:
Низкотемпературная сверхпроводимость НТСП - состояние некоторых твердых электропроводящих веществ, при охлаждении до температур близких к абсолютному нулю. Сверхпроводимость обнаружена во многих металлах и комбинации их сплавов. Основные явления, наблюдаемые в сверхпроводящем состоянии вещества - исчезновение электрического сопротивления в сверхпроводнике и выталкивание магнитного потока из его объема.
- Исчезновение электрического сопротивления демонстрируется возбуждением электрического тока в кольце охлаждённого до температуры абсолютного 0 К, то ток в кольце будет существовать неограниченно долго даже после удаления вызвавшего его источника тока.
- Магнитный поток выталкивается из сверхпроводника - пока напряженность поля ниже некоторого критического значения.
Рис. 1. МАГНИТНЫЙ ПОТОК проникает в стержень, находящийся в нормальном состоянии (а), но выталкивается из стержня, охлажденного до сверхпроводящего состояния (б).
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 других. Способность любого электрона перемещаться и, следовательно, поддерживать электрический ток ограничивается его столкновениями с решеткой, а также с атомами примесей в твердом теле.
Чтобы в проводнике существовал ток электронов, к нему должно быть приложено напряжение; это значит, что проводник имеет электрическое сопротивление. Если же проводник находится в сверхпроводящем состоянии, то электроны проводимости объединяются в единое макроскопически упорядоченное состояние, в котором они ведут себя уже как "коллектив"; на внешнее воздействие реагирует также весь "коллектив". 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 сверхпроводящем. Температура перехода данного вещества определяется соотношением двух "противоположных сил": одна стремится упорядочить электроны, а другая - разрушить этот порядок.
Медь, золото и серебро, не становятся сверхпроводниками даже при температуре, абсолютного нуля 0 К, -273,16° С.:
Комментариев нет:
Отправить комментарий