Сверхпроводники и их свойства

У многих металлов и сплавов при температурах, близких к абсолютному нулю, наблюдается резкое уменьшение удельного сопротивления. Это явление получило название сверхпроводимости, а температуру Т, при которой происходит переход в сверхпроводящее состояние, называют критической температурой перехода.

Если в кольце из сверхпроводника индуцировать электрический ток (например, с помощью магнитного поля), то он не будет затухать в течение длительного времени.

Существует ряд проводников, в которых потерь электроэнергии при протекании тока нет. Согласно классической электронной теории, движение электронов происходит в электрическом поле равноускоренно до столкновения с дефектом кристаллической решетки. После столкновения теряется энергия и передается кристаллической решетке.

Если электрон может поляризовать ближайший атом, то этот атом сместит следующий электрон, образуя пару электронов. При движении второй электрон как бы принимает энергию, которую передает первый электрон атому решетки.

Отсутствие сопротивление тождественно абсолютной диамагнитности материала.

В обычном проводнике есть магнитное поле и в этот проводник проникает магнитное поле. В сверхпроводнике магнитное поле не проникает, то есть тело – абсолютный диамагнетик. Характерно для слабых магнитных полей.

При некоторых больших магнитных полях, магнитное поле может проникать в проводник, при этом разрушается сверхпроводимость.

Для характеристики сверхпроводника нужно знать: Bc (индукция) и Tc(температура, при которой проводник переходит в сверхпроводящее состояние).

B=(мю_о*мю*J)/(2Пr) – для цилиндрического проводника

мю – магнитная проницаемость

мю_о – магнитная проницаемость в вакууме

В – индукция

При некоторой индукции В сверхпроводимость пропадает, следовательно, через проводник можно пропускать ток только в определенном значении.

Многие металлы являются сверхпроводниками при низких температурах.

Только для Cu и Ar сверхпроводимости не обнаружено.

Эффект Мейснера-Оксенфельда – явление обращения в нуль магнитной индукции в глубине массивного сверхпроводника.

Критическое поле сверхпроводника – это равновесное значение магнитного поля, при превышении которого сверхпроводник переходит в нормальное состояние.

Критическая температура (Тs) – значение температуры, при которой материал переходит в сверхпроводящее состояние.

Глубина проникновения магнитного поля – это расстояние от границы сверхпроводника, от которого существенно убывает магнитное поле.

Критический ток – значение электрического тока, при котором происходит разрушение сверхпроводимых материалов.

Свободные электроны, которые вращаются в разные стороны и имеющие разные импульсы и спины, образуются в пары (кулоновские пары).Электронные пары (мультиэлектроны) распространяются в кристаллической решетке, не рассеиваются, обтекая узлы решетки.