DEFAULT 

Сверхпроводники и их применение реферат

Руфина 1 comments

В квантовой теории металлов притяжение между электронами обмен фононами связывается с возникновением элементарных возбуждений решетки. Изучение прохождения тока через ряд различных проводников показало, что сопротивление контактов между сверхпроводниками также равно нулю. Сверхпроводящие трансформаторы. Если бы этот ток протекал внутри сверхпроводника, он создавал бы в его объеме магнитное поле, что противоречит эффекту Мейснера. Если же при температуре Т происходит преобладание сил притяжения над силами отталкивания, то вещество переходит в cверхпроводящее состояние. Для этого случая Джозефсон предсказал еще более удивительный эффект: при появлении постоянного напряжения U через переход должен протекать высокочастотный ток, излучающий электромагнитные волны с частотой в десятки и сотни гигагерц.

Реакция сверхпроводников на примеси.

Эссе на тему мировой терроризмДоклад на тему алгоритм и его свойстваРеферат развитие науки во франции
Жизнь и творчество омара хайяма рефератХрам матроны московской докладЭссе план написания о себе
Реферат легенды и мифы на небеАнализ контрольной работы по иностранному языкуЭссе по истории крещение руси
Реферат по физкультуре на тему челночный бегДоклад на тему камень гранатРеферат организация перевозок групп детей в общеобразовательной школе

Физическая природа сверхпроводимости и перспективы ее практического применения. Открытие явления сверхпроводимости. Первые экспериментальные факты. Эффект Мейснера, изотопический эффект. Теория сверхпроводимости. Щель в энергетическом спектре. Образование электронных пар. Квантование магнитного потока макроскопический эффект. История открытия сверхпроводников, их классификация.

Фазовый переход в сверхпроводящее состояние. Научные теории, описывающие это явление и сверхпроводники и их применение реферат, его демонстрирующие. Эффект Джозефсона. Подростки и агрессия - Реферат. Социально-экономические предпосылки Английской буржуазной революции - Реферат. История открытия явления сверхпроводимости. Теоретические основы сверхпроводимости.

Джозефсоновский переход. Появление сверхчувствительных приемников. СКВИД датчик. Сверхчувствительные магнитометры. Сканирование слабонамагниченных объектов.

Радиоэлементы на основе сверхпроводящих пленок. Запоминающие устройства. Завоевание рынка сверхпроводящими устройствами. Все разделы сайта. Файл: Чуть более 10 лет назад в средствах массовой информации стали упоминаться такие понятия как "сверхпроводимость", " высокотемпературная сверхпроводимость", "низко - температурная сверхпроводимость" термины, которые ранее обычно употребляли только специалисты - физики.

Сообщалось о революционном научном открытии, о прорыве в микроэлектронике и наступлении новой эры в техническом развитии общества. Почему было уделено тогда, и тем более сегодня, такое внимание явлению, известному ученым и специалистам уже десятки лет, но с сверхпроводники и их применение реферат большинство людей сталкивались разве что в произведениях писателей-фантастов?

В чем суть этого явления и какие оно сулит перспективы? Чтобы ответить на эти вопросы, обратимся к истории открытия сверхпроводимости и поясним основные понятия, связанные с. В г. Это явление Камерлинг-Оннес назвал "сверхпроводимость", а температуру Т спри которой происходит переход из нормального в сверхпроводящее состояние, - "критической" или "температурой перехода".

Некоторое время спустя обнаружили, что подобный же эффект наблюдается и в других металлах, например, алюминии, свинце, индии. С течением времени учеными достигался дальнейший рост критических температур сверхпроводников. Правда, медленно, но довольно постоянными темпами рис.

И только в г.

[TRANSLIT]

В конце г. Такой "сэндвич" эквивалентен двум сверхпроводникам, расположенным на расстоянии нескольких ангстрем друг от друга. Эффект Джозефсона обусловлен фазовыми соотношениями между электронами в сверхпроводящем состоянии.

Выше говорилось, что суть сверхпроводящего состояния — в когерентном движении куперовских пар через атомную решетку. Когерентность куперовских пар сверхпроводника определяется тем, что пары электронов движутся "в фазе".

[TRANSLIT]

Куперовские же пары двух разных сверхпроводников движутся "не в фазе". Так, каждый солдат марширующей роты идет в ногу с любым другим солдатом своей роты, но не в ногу с солдатами другой роты.

Если два сверхпроводника тесно приблизить друг к другу, то применение реферат пары могут туннелировать через зазор между. При туннелировании фаза куперовской пары изменяется. Если изменение таково, что куперовская пара начинает идти "в ногу" с парами во сверхпроводники и их применение реферат сверхпроводнике, то туннелирование.

Это и происходит в стационарном эффекте Джозефсона. Величиной магнитного поля определяется сдвиг фазы, который приобретают туннелирующие пары. Нестационарный эффект Джозефсона возникает, когда ток через переход превышает критическое значение для стационарного эффекта Сверхпроводники.

Между двумя сверхпроводниками возникает напряжение, которое вынуждает фазы в двух сверхпроводниках изменяться во времени. Это в свою очередь приводит к колебаниям туннельного тока с изменением его направления в соответствии с изменениями разности фаз в двух сверхпроводниках. Эффект Джозефсона может иметь много приложений, но он может быт и паразитным. Он возникает на границах зерен в поликристаллических образцах новых сверхпроводников и препятствует, например, попыткам измерения лондоновской глубины проникновения.

В физической литературе часто называют сверхпроводниками вещества или материалы, которые при разных условиях могут находиться в сверхпроводящем или несверхпроводящем состоянии. После открытия эффекта Мейсснера было выполнено большое число экспериментов со сверхпроводниками.

Явление сверхпроводимости

Среди исследованных свойств были:. Критические поля обычно лежат в интервале от нескольких десятков гаусс до нескольких сотен тысяч гаусс в зависимости от сверхпроводника и его металлофизического состояния.

Реферат. на тему: «Сверхпроводимость»

Критическое поле данного сверхпроводника меняется с температурой, уменьшаясь при ее повышении. При температуре перехода критическое поле равно нулю, а при абсолютном нуле оно максимально рис. Как и критическое магнитное поле, критический ток сильно зависит от температуры, уменьшаясь при ее увеличении.

Таким образом, в отличие от сверхпроводников первого рода, в которых ток протекает по тонкому поверхностному слою, в сверхпроводники второго рода транспортный ток проникает во всем объеме. Ток в сверхпроводнике как бы закреплен на своем месте. Два электрона, несомненно, отталкиваются друг от друга ,если находятся в пустоте. Комбинация полупроводниковых и сверхпроводящих приборов открывает новые возможности в конструировании аппаратуры. При определенных условиях оно приводит к его отсутствию, т.

Глубина проникновения оказывается функцией температуры и различна в разных материалах: от 3Ч до 2Ч см. Магнитный поток выталкивается из сверхпроводника токами, циркулирующими в поверхностном слое, толщина которого приблизительно равна глубине проникновения.

Сверхпроводники и их применение реферат 1877

Чтобы понять, почему выталкивается сверхпроводники и их применение реферат поток, т. Магнитное поле обладает некоторой энергией. У сверхпроводника в магнитном поле энергия увеличивается.

Но она снова понижается благодаря тому, что в поверхностном слое сверхпроводника возникают токи. Эти токи создают магнитное поле, которым компенсируется поле, приложенное извне. Энергия сверхпроводника выше, чем в отсутствие внешнего магнитного поля, но ниже, чем в том случае, когда поле проникает внутрь. Полное выталкивание магнитного потока энергетически выгодно не для всех сверхпроводников.

В некоторых материалах состояние с минимальной энергией в магнитном поле достигается, если некоторые из линий магнитного потока частично проникают в вещество, образуя мозаику из сверхпроводящих областей, где магнитное поле отсутствует, и нормальных, где оно. Электроны в пределах длины когерентности движутся согласованно — когерентно как бы "в ногу".

Длина когерентности для разных сверхпроводников изменяется от 5Ч до см. С существованием больших длин когерентности намного превышающих атомные размеры порядка см связаны необычные свойства сверхпроводников.

Главная База знаний "Allbest" Физика и энергетика Явление сверхпроводимости - подобные работы. Критическая температура зависит не только от химического состава вещества, но и от структуры самого кристалла. Физика сверхпроводимости.

Удельная теплоемкость сверхпроводника резко возрастает вблизи температуры перехода в сверхпроводящее состояние, и довольно быстро уменьшается с понижением температуры. Таким образом, в области перехода для повышения температуры вещества в сверхпроводящем состоянии требуется больше теплоты, чем в нормальном состоянии, а при очень низких температурах — наоборот.

Так как удельная теплоемкость определяется в основном электронами проводимости, это явление указывает на то, что состояние электронов изменяется.

503 Service Unavailable

Теория БКШ объясняет многие из свойств сверхпроводников, сверхпроводники и их применение реферат которых мы уже говорили. Электроны в сверхпроводнике переходят упражнения с мячом коллективное состояние таким образом, что их потенциальная энергия становится минимальной. Двигаясь совместно, электроны притягиваются друг к другу посредством механизма электрон-фононного взаимодействия, и потенциальная энергия системы оказывается меньшей, чем в случае двух электронов, не притягивающих друг друга.

Сверхпроводник в таком коллективном состоянии способен противодействовать повышающему энергию действию тока или магнитного поля; отсюда следует температурная зависимость критического тока и поля. Оказалось, что магнитное поле не проникает в толщу сверхпроводящего образца.

Если этот образец при температурах более высоких, чем Тк, то в немкак и во всяком нормальном металле, помещенном во внешнем поле, напряженность будет отличной от нуля. Не выключая внешнего магнитного поля, начнем постепенно понижать температуру.

Коэффициент и называется магнитной проницаемостью вещества. Это эффект идеального диамагнетизма. Если сверхпроводящий образец поместить во внешнее поле, то в поверхностном слое металла возникает стационарный электрический ток, собственное магнитное поле сверхпроводники и их применение реферат противоположно приложенному полю, что в результате и приводит к нулевому значению индукции в толще образца.

Идеальный диамагнетизм сверхпроводников означает возможность протекания поверхностного стационарного тока, не испытывающего электрического сопротивления. Наличие сопротивления привело бы к тепловым потерям и в отсутствие электрического поля к быстрому затуханию тока.

Эффект Мейснера и явление сверхпроводимости, то есть полное отсутствие сопротивления, тесно связаны между собой и являются следствием общей закономерности, которую и установила теория сверхпроводимости.

Достаточно сильное магнитное поле при данной температуре разрушает сверхпроводящее состояние вещества. При действии на сверхпроводник магнитного поля температура Тс снижается. Магнитное поле с напряженностью Нс, которое при данной температуре вызывает переход в-ва из сверхпроводящего состояния в нормальное, называется критическим полем.

Сверхпроводники и их применение реферат 1375

Тем не менее, был обнаружен класс веществ, сохраняющих свойство сверхпроводимости в мощных магнитных полях и при сильных токах. В сверхпроводниках — по экспоненциальному закону. Изотермический переход из сверхпроводящего состояния в нормальное связан сверхпроводники и их применение реферат скачкообразным изменением теплопроводности и теплоемкости.

Это универсальное свойство сверхпроводников. Различают теплопроводность, связанную с движением электронови тепловой поток в решетке кристалла. Электроны рассеиваются различными причинами колебания решетки, примеси, другие электроны. Результирующая электронная теплопроводность Х эл вычисляется по правилу. Максвелл ,Рейндолс при исследовании ртути открыли ,что сверхпроводимость возникает при взаимодействии электронов с решеткой кристалла. Электрон проводимости е притягивает к себе ион I кристаллической решетки, смещая его из положения равновесия.

При этом изменяется электрическое поле в кристалле- ион I создает электрическое поле, действующее на электроны проводимости, в том числе и на электрон e 1.

Взаимодействие е 1 и е 2 осуществляется с помощью кристаллической решетки. Интересно, что именно взаимодействие электронов с решеткой кристалла ответственно за появление сопротивления.

При определенных условиях оно приводит к его отсутствию, т. Так было раскрыто объяснение сверхпроводимости. В квантовой теории металлов притяжение между электронами обмен фононами связывается с возникновением элементарных возбуждений решетки.

Электрон, движущийся в кристалле и взаимодействующий с другим электроном посредством решетки, переводит ее в возбужденное состояние.

Высокотемпературные сверхпроводники и их применение

При переходе решетки в основное состояние излучается квант энергии звуковой частоты- фонон, который поглощается другим электроном. Притяжение между электронами можно представить как обмен электронов фононами, причем притяжение наиболее эффективно, если импульсы взаимодействующих электронов антипараллельны.

Возникновение сверхпроводящего состояния вещества связано с возможностью образования в металле связанных пар электронов. Проявление сил притяжения можно представить. Тогда такой электрон вместе с окружающим его облаком представляет собой положительно заряженную систему, которая будет притягиваться к другому электрону. При низких же сверхпроводники и их применение реферат силы притяжения играют очень важную роль. Возникновение межэлектронного притяжения не противоречит законам физики. Два электрона, несомненно, отталкиваются друг от друга ,если находятся в пустоте.

Кристаллическая решетка и является той средойкоторая делает отрицательной диэлектрическую проницаемость в сверхпроводнике. Вся электронная система сверхпроводника представляет собой связанный коллектив ,простирающийся на громадныепо атомным масштабам, расстояния.

Если при сколь угодно низких температурах кулоновское отталкивание между электронами преобладает над притяжением, образующим пары ,то вещество металл или сплав остается по своим электрическим свойствам нормальным. Следует также сверхпроводники и их применение реферат такое направление в работах по сверхпроводимости как создание устройств для измерения температур, расходов, уровней, давлений и т.

Используется в микроволновых устройствах, а также при создании установок для защиты от излучения при ядерном взрыве. Интенсивно проводятся работы по созданию поездов на магнитной подушке. Комбинация полупроводниковых и сверхпроводящих приборов открывает новые возможности в конструировании аппаратуры. Сверхпроводник не пропускает магнитный поток, следовательно, он экранирует электромагнитное излучение.

Это свойство используется в микроволновых устройствах, а также при создании установок для защиты от излучения при ядерном взрыве.