План реферата
Стр.
1.Свойство сверхпроводимого состояния……………………………3
2.Сверхпроводник в магнитном поле………………………………...4
3.Изотермические свойства…………………………………………...5
4.Изотопический эффект………………………………………………6
5.Квантовая основа…………………………………………………….7
6.Условия сверхпроводимости………………………………………..9 а.Сверхпроводники I и II рода……………………………………...9 б.Разрушение током………………………………………………..10 в.Новые вещества…………………………………………………..10
7.Некоторые применения сверхпроводимости……………………..10
Литература…………………………………………………………...15
В 1911 г. Камерлинг-Оннес открыл явление сверхпроводимости,изучение которого интенсивно продолжается до наших дней и составляет одно из важнейших направлений физики твердого тела.Оказалось, что при температуре,близкой к 40К,электрическое сопротивление ртути скачком обращается в нуль .
Многие металлы и металлические сплавы при температурах,близких к абсолютному нулю, переходят в особое сверхпроводящее состояние,наиболее поразительным свойством которого является с в е р х п р о в о д и м о с т ь- полное отсутствие сопротивления постоянному электрическому току.Наведенный в сверхпроводящем кольце ток сохраняется неизменным практически бесконечно долго – в течение нескольких лет не удается обнаружить сколько-нибудь заметного затухания этого тока.Этот эксперимент провел в1959 г. американский ученый физик Коллинз.
Эффект сверхпроводимости состоит в исчезновении электрического сопротивления при конечной, отличной от О0 К, температуре ( критическая температура- Тк ).
Открытие Камерлинга-Оннеса повлекло исследования разных веществ
–сверхпроводников и их свойств. Были отмечены резкая аномалия магнитных,
тепловых и ряда других свойств, так что правильнее говорить не только о
сверпроводимости, а об особом, наблюдаемом при низких температурах
состоянии вещества .
Сейчас выявлена целая группа веществ –сверхпровод – ников ( В 1975
их было >500).Самой высокой критической температурой среди чистых веществ
обладает ниобий ( Тк =9,220 К), а наиболее низкой – иридий ( Т к = 0,1400
К).
Сложное соединение ,синтизированное в 1967 г.,сохраняет сверхпроводимость
до 20,10 К, в 1973 г. рекорд равнялся 22,30 К.
Критическая температура зависит не только от химического состава
вещества, но и от структуры самого кристала.Например ,серое олово является
полупроводником, а белое олово- металлом, способным к тому же при
температуре,равной 3,720 К,переходить в сверхпроводящее состояние.
Бериллий–сверхпроводник в виде тонкой пленки. Некоторые вещества
становятся сверхпроводниками при высоком давлении ( Ва с Т к=50 К под
давлением ~ 150 кбар).
Из всего следует вывод,что сверхпроводимость представляет собой коллективный эффект,связанный со структурой всего образца.
Переход металла в сверхпроводящее состояние и обратно происходит при тех значениях температуры и напряженности магнитного поля, которые соответствуют точкам на кривой зависимости Н к от температуры (рис 1.)
Учитывая обратимость перехода и различие свойств металла в сверхпроводящем и нормальном состояниях, этот переход можно рассматривать как фазовый переход между двумя различными состояниями одного и того же вещества : n-фазой( нормальное состояние) и s-фазой (сверхпроводящее состояние).
Сверхпроводник в магнитном поле.
1. В 1933 г. Мейсснером было открыто одно из свойств
сверхпроводников(эффект Мейсснера).Оказалось,что магнитное поле не
проникает в толщу сверхпроводящего образца.Если этот образец при
температурах более высоких,чем Тк, то в нем , как и во всяком нормальном
металле,помещенном во внешнем поле .напряженность будет отличной от нуля.
Не выключая внешнего магнитного поля, начнем постепенно понижать
температуру.Тогда окажется ,что в момент перехода в сверхпроводящее
состояние магнитное поле вытолкнется из образца и станет справедливым
равенство В = 0 ( В- магнитная индукция,равная, по определению,средней
напряженности магнитного поля в веществе).При включении внешнего поля Н в
веществе появляется отличная от нуля индукция В, равная В= ?Н. Коэффициент
и называется магнитной проницаемостью вещества.При ??1/2),то образование слоистой структуры энеогетически
невыгодно и сверхпроводник существует в виде сплошной s-фазы.
Такие сверхпроводники называются сверхпроводимостью I рода.К ним
принадлежат почти все чистые сверхпроводники .Если же выполняется условие
?