超導體是什麼,什麼是超導體,原理是什麼?

2022-03-04 20:08:42 字數 3667 閱讀 1222

1樓:愛生活的淇哥

超導體指在某一溫度下,電阻為零的導體。在實驗中,若導體電阻的測量值低於10-25ω,可以認為電阻為零。超導體不僅具有零電阻的特性,另一個重要特徵是完全抗磁性。

人類最初發現超導體是在2023年,這一年荷蘭科學家海克·卡末林·昂內斯(heike kamerlingh onnes)等人發現,汞在極低的溫度下,其電阻消失,呈超導狀態。此後超導體的研究日趨深入,一方面,多種具有實用潛力的超導材料被發現,另一方面,對超導機理的研究也有一定進展。

擴充套件資料

(1)根據解釋理論:傳統超導體(可以用bcs理論或其推論解釋)和非傳統超導體(不能用bcs理論解釋)。

(2)根據臨界溫度:高溫超導體和低溫超導體。高溫超導體通常指臨界溫度高於液氮溫度(大於77k)的超導體,低溫超導體通常指臨界溫度低於液氮溫度(小於77k)的超導體。

(3)根據材料型別:元素超導體(如鉛和水銀)、合金超導體(如鈮鈦合金)、氧化物超導體(如釔鋇銅氧化物)、有機超導體(如碳奈米管)。

2樓:匿名使用者

超導體最重要的特點是電流通過時電阻為零,有一些型別的金屬(特別是鈦、釩、鉻、鐵、鎳),當將其置於特別低的溫度下時,電流通過時的電阻就為零。在普通的導體中,大部分通過導體的電流由於電阻的原因變為熱能,因而被「消耗」掉了。在超導體中,實際上沒有阻力,這樣,一旦接通電流,從理論上講就永遠不會中斷。

在一個用超導體制成的電磁體(一個線圈,電流從中通過時產生電磁場)所構成的電路中,從理論上講只送入一次電流,就可以在電路內不停的流動,從而就能使電磁場持續不斷。當然,實際上是存在損耗的,不可能實現這類「永動」,不能不去考慮必需的能源投入,以使超導體能保持其產生零電阻現象所需要的底溫狀態(即-269℃,比絕對零度高出4℃)。

然而,從80年代初開始,人們發現了新材料。這種新材料能夠在越來越接近常溫的條件下形成超導體。為在這些物質的基礎上獲得超導體,各國都正在進行各種研究。

這種材料同傳統材料的區別在於它不需要冷卻系統。

超導現象是2023年由荷蘭人海克·卡默林·翁內斯(1853-1926)發現的。幾十年中,沒有人能做出解釋。在理論上讓人信服的解釋出現在半個世紀之後,即在2023年由物理學家約翰·巴丁(電晶體發明者之一)、利昂·庫珀和約翰施裡弗宣佈的「bcs理論」。

電流是一種在金屬離子,亦即帶有多出的正電荷的原子周圍流動的自由電子,電阻的產生是因為離子阻礙了電子的流動,而阻礙的原因又是由於原子本身的熱振動以及它們在空間位置的不確定所造成的。

在超導體中,電子一對一對結合構成了所謂的「庫珀對」,它們中的每一對都以單個粒子的形式存在。這些粒子抱成一團流動,不顧及金屬離子的阻力,好像是液體一樣在流動。這樣,事實上就中和了任何潛在的阻力因素。

3樓:中國農業出版社

電流在導體內流動時,由於導體本身分子的不規則熱運動而產生損耗,使得導體的導電能力下降。

溫度降低會減小電阻,但一般金屬和合金不會因溫度的繼續降低而使電阻變為零。而某些合金的電阻則可隨著溫度的下降而不斷地減小,當溫度降到一定值(臨界溫度)以下時,它的電阻突然變為零,我們把這種現象稱為超導現象,具有超導現象的導體稱為超導體。

超導體技術的應用前景極為廣闊。目前有關它的理論和實際應用還處於研究階段,我國在超導研究方面已處於世界先進水平。

4樓:果實課堂

什麼是超導體、何時發現的

5樓:紫色

溫度接近絕對零攝氏度時,電阻趨近於0.

6樓:影寅子

一般材料在溫度接近絕對零度的時候,物體分子熱運動幾乎消失,材料的電阻趨近於0,此時稱為超導體,達到超導的溫度稱為臨界溫度。

希望能幫到你。

什麼是超導體,原理是什麼?

7樓:

什麼是超導體:

硬超導體

超導體(英文名:superconductor),又稱為超導材料,指在某一溫度下,電阻為零的導體。在實驗中,若導體電阻的測量值低於10-25ω,可以認為電阻為零。 [1]

超導體不僅具有零電阻的特性,另一個重要特徵是完全抗磁性。

人類最初發現超導體是在2023年,這一年荷蘭科學家海克·卡末林·昂內斯(heike kamerlingh onnes)等人發現,汞在極低的溫度下,其電阻消失,呈超導狀態。此後超導體的研究日趨深入,一方面,多種具有實用潛力的超導材料被發現,另一方面,對超導機理的研究也有一定進展。

目前,超導體已經進行了一系列試驗性應用,並且開展了一定的軍事、商業應用,在通訊領域可以作為光子晶體的缺陷材料。

超導體具有三個基本特性:完全電導性、完全抗磁性、通量量子化。

完全導電性

完全導電性又稱零電阻效應,指溫度降低至某一溫度以下,電阻突然消失的現象。

完全導電性適用於直流電,超導體在處於交變電流或交變磁場的情況下,會出現交流損耗,且頻率越高,損耗越大。 [1]  交流損耗是超導體實際應用中需要解決的一個重要問題,在巨集觀上,交流損耗由超導材料內部產生的感應電場與感生電流密度不同引起;在微觀上,交流損耗由量子化磁通線粘滯運動引起 。交流損耗是表徵超導材料效能的一個重要引數,如果交流損耗能夠降低,則可以降低超導裝置的製冷費用,提高執行的穩定性。

 [3]

完全抗磁性

邁斯納效應(2張)

完全抗磁性又稱邁斯納效應,「抗磁性」指在磁場強度低於臨界值的情況下,磁力線無法穿過超導體,超導體內部磁場為零的現象,「完全」指降低溫度達到超導態、施加磁場兩項操作的順序可以顛倒。完全抗磁性的原因是,超導體表面能夠產生一個無損耗的抗磁超導電流,這一電流產生的磁場,抵消了超導體內部的磁場。

超導體電阻為零的特性為人們所熟知,但超導體並不等同於理想導體。從電磁理論出發,可以推匯出如下結論:若先將理想導體冷卻至低溫,再置於磁場中,理想導體內部磁場為零;但若先將理想導體置於磁場中,再冷卻至低溫,理想導體內部磁場不為零。

對於超導體而言,降低溫度達到超導態、施加磁場這兩種操作,無論其順序如何,超導體超導體內部磁場始終為零,這是完全抗磁性的核心,也是超導體區別於理想導體的關鍵。 [4]

通量量子化

通量量子化又稱約瑟夫森效應,指當兩層超導體之間的絕緣層薄至原子尺寸時,電子對可以穿過絕緣層產生隧道電流的現象,即在超導體(superconductor)—絕緣體(insulator)—超導體(superconductor)結構可以產生超導電流。

約瑟夫森效應分為直流約瑟夫森效應和交流約瑟夫森效應。直流約瑟夫森效應指電子對可以通過絕緣層形成超導電流。交流約瑟夫森效應指當外加直流電壓達到一定程度時,除存在直流超導電流外,還存在交流電流,將超導體放在磁場中,磁場透入絕緣層,超導結的最大超導電流隨外磁場大小作有規律的變化。

8樓:在貓耳灘駕駛飛機的藍皮鼠

超導原理是:

在很低的溫度下,物體的所有的電子速率降低,價電子運轉在固定的平面上,達到臨界溫度,價和電子運轉速率越來越低。

核心習慣於常溫下的核外電子快速運轉,價和電子運轉緩慢,造成了原子暫時缺失價電子的現象。核心就挪用相鄰核心的價電子,相鄰核心又挪用,所有的核心都向某一方向近鄰挪用,於是就形成外層電子公用。

這種核外層電子公用的狀態就是物質的超導態,核外層電子處於公用的狀態的物體就是超導體。

電流在導體內流動時,由於導體本身電阻存在,將在導體內產生損耗而引起發熱,從而限制了導電能力。

降低會減小電阻,但一般金屬不會因溫度的降低而使電阻變為零。而某些金屬則不然,它的電阻將隨著溫度的下降而不斷地減少,當溫度降到一定值(稱臨界溫度)以下時,它的電阻會突然變為零。我們把這種現象稱為超導現象,具有超導現象的導體稱為超導體。

什麼是超導體,什麼是超導體,原理是什麼?

超導體 英文名 superconductor 又稱為超導材料,指在某一溫度下,電阻為零的導體。在實驗中,若導體電阻的測量值低於10 25 可以認為電阻為零。1 超導體不僅具有零電阻的特性,另一個重要特徵是完全抗磁性。人類最初發現超導體是在1911年,這一年荷蘭科學家海克 卡末林 昂內斯 heike ...

什麼是超導體,超導體是什麼?

在一定低溫的情況下導體的電阻為0 的導體叫做超導體 但是超導體在現實生活中是不存在的 因為超導體是在超低溫的情況下才會出現電阻為零的情況比如 鈮鍺合金,其臨界超導溫度為23.2k 開氏度 再給你一些參考資料 1911年,荷蘭科學家昂內斯 ones 用液氦冷卻汞,當溫度下降到4.2k時,水銀的電阻完全...

超導體的應用有哪些,超導體是什麼,用途有哪些

1 強電應用 超導發電機 目前,超導發電機有兩種含義。一種含義是將普通發電機的銅繞組換成超導體繞組,以提高電流密度和磁場強度,具有發電容量大 體積小 重量輕 電抗小 效率高的優勢。2 弱電應用 超導計算機 高速計算機要求積體電路晶片上的元件和連線線密集排列,但密集排列的電路在工作時會發生大量的熱,而...