超导电性,是在适当的温度、磁场强度和电流密度下,物体被认为具有直流电阻为零和体内磁感应强度为零的性质。
正文
某些物质在低温条件下呈现电阻等于零和排斥磁力线的性质,这种物质称为超导体。现已发现有28种元素、几千种合金和化合物是超导体(见超导元素及合金和化合物)。目前,超导体在某些科学技术领域中开始进入实用阶段。
超导电性的发现
1908年荷兰物理学家H。开默林昂内斯液化氦成功,从而达到一个新的低温区(4。2K以下),他在这样的低温区内测量各种纯金属的电阻率。1911年,他发现,当温度降到4。2K附近时,汞样品的电阻突然降到0。不但纯汞,而且加入杂质后,甚至汞和锡的合金也具有这种性质。他把这种性质称为超导电性。
超导体的基本性质
超导体由正常态转变为超导态的温度称临界温度T0。大多数在10K以下,但最近已有所突破。
对于超导体,只有当外加磁场小于某一量值时,才能保持超导电性,否则超导态即被破坏,而转变为正常态。这一磁场值称为临界磁场H0。同样,超导体也存在一临界电流I0。临界磁场与温度的关系为
HcH0【1(TTc)2】,
式中H0为0K时的临界磁场。
电阻等于零是超导体的最显著的特性。如果将一金属环放在磁场中,突然撤去磁场,在环内就会出现感生电流。金属环具有电阻R和电感L。由于焦耳热损耗,感生电流会逐渐衰减到零,衰减速度与L和R的比值有关,LR的值越大,衰减越慢。如果圆环是超导体,则电阻为零而电感不为零;因此电流会毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已在多次实验中观察到。
测量超导环中持续电流变化的实验给出,样品铅的电阻率小于3。6102欧姆厘米,它比铜在室温下的电阻率1。6106欧姆厘米还要小4。41016倍。这个实验结果表明超导体的电阻率确实是零。
超导体的另一个特...
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