零电阻现象 低温的实现是研究超导的基础 1895年“永久气体”(空气)被液化,液化 点-192C—8115K 1895年在大气中发现氦气; 1898年杜瓦( Dewar)氢气液化,液化点 253C 20.15K 1908年,由卡末林昂尼斯( Kamer ling Onnes)领导的荷兰莱登实验室完成了氦气 液化的实验,液化点-268°C-425K 此后,莱登实验室利用减压降温法获得了 425K—1.15K的低温 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 零电阻现象 n 低温的实现是研究超导的基础 n 1895年 “永久气体”（空气）被液化，液化 点-192 ºC——81.15 ºK； n 1895年 在大气中发现氦气； n 1898年 杜瓦（ Dewar） 氢气液化，液化点 - 253 ºC——20.15 ºK n 1908年，由卡末林.昂尼斯（Kamer lingh Onnes）领导的荷兰莱登实验室完成了氦气 液化的实验，液化点-268 ºC—4.25 ºK n 此后，莱登实验室利用减压降温法获得了 4.25 º K—1.15 ºK的低温
零电阻现象 物质在低温下会出现什么现象? 19H1年卡末林昂尼斯发现,在 42K下,Hg电阻突然消失 42K下,汞电阻比从1/500下降到 <10,这个下降是突然的 莱登实验室估计,1.5K下,汞电 阻比<109 0.0015 Hg 昂尼斯指出:在4.2K以下,汞进 入了一个新的物态,在这新物态 c.00J0 中汞的电阻实际上为零 00005 现代超导重力仪的观测表明,超 <106 导态即使有电阻也必定小于108, 4.004.10.4204.304.40450 远远小于正常金属迄今所能达到 图1-2 的最低电阻率—零电阻现象。纵坐标为电阻比,横坐标为温度 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 零电阻现象 n 物质在低温下会出现什么现象？ n 1911年卡末林.昂尼斯发现，在 4.2 ºK下，Hg电阻突然消失 n 4.2ºK下，汞电阻比从1/500下降到 <10-6 ，这个下降是突然的 n 莱登实验室估计，1.5ºK下，汞电 阻比<10 -9 n 昂尼斯指出：在4.2ºK以下，汞进 入了一个新的物态，在这新物态 中汞的电阻实际上为零 n 现代超导重力仪的观测表明，超 导态即使有电阻也必定小于10 -28 ， 远远小于正常金属迄今所能达到 的最低电阻率 —— 零电阻现象。 纵坐标为电阻比，横坐标为温度
各种名词 ■超导态:显示出超导电性质的物质状态 ■超导体:具有上述超导特性的物体 超导转变温度(临界温度): 物质在低温下,其电阻突然转变为零的温度,用T表 示,Tc也叫转变温度。温度高于Tc,超导体和一般金 属一样有电阻,称为正常态 实验发现除了汞外有几十种元素、数千种合金和 化合物都具有超导性。但在超导体发现以后的漫 长时期内,所发现的超导材料的临界温度都比较 低,分布在23K—0.02K之间 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 各种名词 n 超导态：显示出超导电性质的物质状态 n 超导体：具有上述超导特性的物体 n 超导转变温度（临界温度）： n 物质在低温下，其电阻突然转变为零的温度，用TC表 示，TC也叫转变温度。温度高于TC，超导体和一般金 属一样有电阻，称为正常态 n 实验发现除了汞外有几十种元素、数千种合金和 化合物都具有超导性。但在超导体发现以后的漫 长时期内，所发现的超导材料的临界温度都比较 低，分布在23.2K——0.02K之间
完全抗磁性—迈斯纳效应 1933年由 Meissner和 Ochsenfeld发现,超导体 且进入超导态,体内磁通量将全部被排除出体外。 磁感应强度恒等于零—迈斯纳效应。 在超导体发现后的20多年中,人们一直把超导体 的磁性归结为超导体的完全导电性的结果,即把 超导体看成仅仅是电阻为零的理想导体 ■迈斯纳效应展示了超导体与理想导体完全不同的 磁性质,使人们对超导体有了全新的认识—迈 斯纳效应和零电阻现象是超导体两个独立的基本 性质 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 完全抗磁性——迈斯纳效应 n 1933年由Meissner和Oshsenfeld发现，超导体一 旦进入超导态，体内磁通量将全部被排除出体外。 磁感应强度恒等于零——迈斯纳效应。 n 在超导体发现后的20多年中，人们一直把超导体 的磁性归结为超导体的完全导电性的结果，即把 超导体看成仅仅是电阻为零的理想导体 n 迈斯纳效应展示了超导体与理想导体完全不同的 磁性质，使人们对超导体有了全新的认识——迈 斯纳效应和零电阻现象是超导体两个独立的基本 性质
理想导体和超导体的区别 理想导体P=00→>0J=E→E=0 aB ■理想导体内不可能存在电场又:V×E at 理想导体内也不可能存在随∂B 时间变化的磁场 V×E.=0 at ■由理想导体的性质可以推想超导体应具有以 下特点: ■B应由初始条件(或实验过程)决定,理想导体中不可 能有随时间变化的磁场即内部原有的磁通既不能减少也 不能增加。(对否?) 2005.5 北京大学物理学院王稼军编
2005.5 北京大学物理学院王稼军编 理想导体和超导体的区别 n 理想导体 0 ＝0 E Ei j n 理想导体内不可能存在电场 n 理想导体内也不可能存在随 时间变化的磁场 0 i i t E B t B 又 E n 由理想导体的性质可以推想超导体应具有以 下特点： n B应由初始条件（或实验过程）决定，理想导体中不可 能有随时间变化的磁场即内部原有的磁通既不能减少也 不能增加。（对否？）