什么是超导?
1911年,荷兰科学家昂尼斯发现,当温度降到零下269度时,水银的电阻竟然消失了!电阻的消失称为零电阻。所谓“电阻消失”只是指电阻小于仪器最小可测电阻。有人可能会想:如果仪器的灵敏度进一步提高,电阻还会测出来吗?这个问题可以通过“持续电流”实验来解决。零。如果回路没有电阻,自然就不会有电能的损耗。一旦电流在回路中被激发,就不需要任何电源给回路补充能量,电流就可以继续存在。有人曾经把电流放在超导材料制成的环中保持两年半不衰减。因此电阻率上限为10-23欧姆·厘米,不到最纯铜剩余电阻率的十亿分之一。零电阻效应是超导态的两个基本性质之一。
由正常导体组成的回路具有电阻,电阻意味着电能的损失,即电能转化为热量。这样,如果没有电源不断给回路补充能量,回路中的电能在极短的时间内(例如微秒)全部消耗,电流衰减为零。如果回路没有电阻,自然就不会有电能的损耗。一旦电流在回路中被激发,就不需要任何电源给回路补充能量,电流就可以继续存在。有人曾经把电流放在超导材料制成的环中保持两年半不衰减。因此电阻率上限为10-23欧姆·厘米,不到最纯铜剩余电阻率的十亿分之一。零电阻效应是超导态的两个基本性质之一。
超导态的另一个基本性质是抗磁性,也称为迈斯纳效应。即只要超导体在磁场中处于超导状态,其内部产生的磁化强度就与外部磁场完全抵消,使内部磁感应强度为零。换句话说,磁力线完全被排除在超导体之外。
处于超导状态的导体叫做超导体。超导体的DC电阻率在某一低温下突然消失,这种现象称为零电阻效应。没有导体的电阻,电流流过超导体时就不会产生热损失,电流可以在没有电阻的导体中形成强电流,从而产生超强磁场。
1933年,荷兰的迈斯纳和奥尔森菲尔德发现了超导体的另一个极其重要的性质——当金属处于超导状态时,超导体内的磁感应强度为零,但体内原有的磁场被挤出。
对单晶锡球的实验表明,当锡球过渡到超导态时,锡球周围的磁场突然发生变化,磁力线似乎突然被排除在超导体之外。人们把这种现象称为“梅斯纳效应”,是沃尔特·梅斯纳和罗伯特·奥克森菲尔德在1933年测量超导锡和铅样品外的磁场时发现的。
在磁场存在的情况下,样品被冷却到它们的超导相变温度以下。低于相变温度,样品几乎抵消了所有的内部磁场。
他们只是间接地发现了这种影响;因为超导体的磁通量守恒,当内部磁场减弱时,外部磁场增强。这个实验首次证明了超导体不仅是理想导体,而且为超导态提供了一个独特的定义性质。
可以参考更多信息吗?超导现象