超导体的电磁性质.doc

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1、.贵州工程应用技术学院本科生课程论文超导体的电磁性质Theelectromagneticpropertiesofsuperconductors院系：理学院专业：物理学学生班级：12物理本姓名：某某人学号：26111201029课程：电动力学..超导体的电磁性质摘要本文主要探讨一些类型的金属（特别是钛、钒、铬、铁、镍），当将其置于特别低的温度下时，电流通过时的电阻就为零。在普通的导体中，大部分通过导体的电流由于电阻的原因变为热能，因而被“消耗”掉了。在超导体中，实际上没有阻力，这样，一旦接通电流，从理论上讲就永远不会中断。在一个用超导体制成的电磁体（一个线圈，电流从中通过时产生电磁场）

2、所构成的电路中，从理论上讲只送入一次电流，就可以在电路内不停的流动，从而就能使电磁场持续不断。当然，实际上是存在损耗的，不可能实现这类“永动”，不能不去考虑需的能源投入，以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的底温状态。超导现象有许多特性，其中最主要的有五个，即零电阻效应，完全抗磁性效应（Meissner效应），二级相变效应，单电子隧道效应，约瑟夫森效应（Josephson效应）。1.关键词：超导，超导体，超导电磁体，..零电阻，电磁体。前言超导是指导电材料在温度接近绝对零度的时候，物体分子热运动下材料的电阻趋近于0的性质；“超导体”是指能进行超导传输的导电材料。零电阻和抗磁性是超导

3、体的两个重要特性。人类最初发现物体的超导现象是在1911年。当时荷兰科学家卡·翁纳斯等人发现，某些材料在极低的温度下，其电阻完全消失，呈超导状态。使超导体电阻为零的温度，叫超导临界温度。超导材料，又称为超导体（superconductor）。当某导体在一温度下，可使电阻为零而称之。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。1超导电性简介有些物质在某一温度下，会失去磁导率和电阻率。荷兰物理学家昂尼斯在做金属的剩余电阻率与物质的纯度有关的实验时，发现水银的电阻在4．2K附近时，突然消失。这种电阻突然消失的现象叫做零电阻现象。以后又发现其他许多金属也具有这种现象，把这种现象就叫做物质的超导电性

4、。当物质呈现超导电性时，它会排斥所有的磁场。如磁棒落入具有超导电性的金属碟中时，它将被排斥而悬浮于碟面上。具有超导电性的物体叫做超导体，把电阻突然消失的温度称作临界温度，用TC表示，是随物质而不同的常数。超导体在TC以上时和正常金属一样，具有一定的电阻，处于正常态；超导体在TC以下时，电阻消失，处于超导态。超导体所处的状态除温度影响外，还和超导体周围的磁场以及其中所流的电流值有关。当温度T＜TC时，外磁场小时，超导体处于超导态；当外磁场增加到某一确定数值时，超导体的超导电性就会突然遭到破坏，出现电阻，超导体处于正常态。我们就把破坏超导体的超导电性所需要的最小磁场称作临界磁场。用HC（

5、T）表示。实验发现，在不加磁场的情况下，给超导体通以一定电流，当电流值超过某一定数值IC（T）后，超导体的超导电性便被破坏，称IC（T）为超导体的临界电流。根据对大量金属材料的实验，具有超导电性的元素还是相当多的。到目前为止，在常压下发现的超导元素共有28种，其临界温度和临界磁场都不相同。临界温度最高的超导元素是铌（Nb）：9．2K；锝（C）：7．71K；铅（Pb）：7．2K。临界温度最低的是钨（W）：0．016K..。临界磁场和临界电流普遍不高。在技术上有重要价值的超导材料都是合金或化合物。它们一般都有比纳元素高得多的临界温度，并具有特别高的临界磁场和临界电流。目前具有实用价值的铌

6、三锡Nb3Sn，C为18．1K，上临界磁场HC在4．2K下为24．5特斯拉。近年来高温超导材料发展很迅速，C值已经比较稳定地进入了液氮温区。2发展史1908年Onnes就是绝对零度先生1911年1911年，荷兰科学家卡末林—昂内斯(HeikeKamerlingh-Onnes)用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K（﹣268.95℃）时，水银的电阻完全消失，这种现象称为超导电性，此温度称为临界温度。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料[1] 和低温超导材料[2] 。1933年1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，

7、磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。  超导现象1973年..1973年，发现超导合金――铌锗合金，其临界超导温度为23.2K（﹣249.95℃），这一记录保持了近13年。1986年1986年，设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧钡铜氧化物）具有35K（﹣240.15℃）的高温超导性。此后，科学家们几乎每隔几天，就有新的研究成果出现。1986年，美国贝尔实验室研究的超导材料，其临界超导温度达到40K（﹣23