第七章超导电性 Superconductivity 就对社会冲击而言,高温(最终将达到室温)超导可能 是,除了受控核聚变外,物理学中最重要的问题! Nobe奖获得者 Ginzburg
第七章 超导电性 Superconductivity 就对社会冲击而言，高温（最终将达到室温）超导可能 是，除了受控核聚变外，物理学中最重要的问题！ —Nobel奖获得者Ginzburg
7.1引言 口主要内容 固体超导现象的发现及超导体的基本性质 n超导电性的研究历史 超导现象的试验研究 超导电性的热力学及唯象理论 超导电性的微观(量子)理论框架 超导电性的应用 学习提示 授课思路:实验规律一物理启发一理论建立 掌握超导电体的基本物理特性及相关理论 对超导电性从实验现象到理论的建立过程应有所感悟
7.1 引 言 固体超导现象的发现及超导体的基本性质 超导电性的研究历史 超导现象的试验研究 超导电性的热力学及唯象理论 超导电性的微观（量子）理论框架 超导电性的应用 学习提示 主要内容 授课思路：实验规律－ 物理启发－理论建立 掌握超导电体的基本物理特性及相关理论 对超导电性从实验现象到理论的建立过程应有所感悟
7.2超导电性的发现及超导体的基本性质 、零电阻现象的发现 0150 1908年荷兰物理学家昂 内斯(K.Ones)实现了 氦的液化。 0100 n1911年昂内斯在研究Hg 的低温电阻特性时,意外c 发现零电阻现象 c:临界温度 0.050 File等利用核磁共振方法车 辆超导螺线管内的电流衰 变,得出其衰变时间不小于 10万年 0.000 4.004.20 440 超导零电阻现象被确认 T/K 在420K附近汞的电阻突降为零
7.2超导电性的发现及超导体的基本性质 1908年荷兰物理学家昂 内斯（K. Onnes）实现了 氦的液化。 1911年昂内斯在研究Hg 的低温电阻特性时，意外 发现零电阻现象 一、零电阻现象的发现 一、零电阻现象的发现 4.00 4.20 4.40 4.00 4.20 4.40 0.150 0.100 0.050 0.000 T / K ** * TC：临界温度 在4.20K附近汞的电阻突降为零 R/ Ω File等利用核磁共振方法车 辆超导螺线管内的电流衰 变，得出其衰变时间不小于 10万年 —超导零电阻现象被确认
7.2超导电性的发现及超导体的基本性质 迈斯纳( Meissner)效应 193年 Meissner和 Ochsenfeld发现,无论是在磁场中降温使样品进 入零电阻态,还是已经是零电阻态的样品移入磁场中,样品中的磁 感应强度均为零,即B=0.一称为迈斯纳效应 B=0 永磁体 超导体 7< 磁悬浮示意图 7> 迈斯纳效应说明超导体是完全抗磁体 B=u(h+M B=0畛M=-Hx H
7.2 超导电性的发现及超导体的基本性质 1933年Meissner和Ochsenfeld发现，无论是在磁场中降温使样品进 入零电阻态，还是已经是零电阻态的样品移入磁场中，样品中的磁 感应强度均为零，即B＝0.－称为迈斯纳效应 0 B HM = + μ ( ) 二、迈斯纳（Meissner Meissner）效应 迈斯纳效应说明超导体是完全抗磁体 B＝0 M H = − 1 MH χ = =− T >Tc B=0 T <Tc 超导体 永磁体 磁悬浮示意图
7.2超导电性的发现及超导体的基本性质 口迈斯纳效应是超导体独立于零电阻效应的物理现象 对于零电阻导体而言:E=0 理想导体:B=B(t=0 aB V×E=0 超导体:B=0 理想导体内B的变化 超导体内B的变化 加场 降氵 加场 降温 加场 加场 降温 降温 44444 去场 去场 去场 去场
7.2超导电性的发现及超导体的基本性质 迈斯纳效应是超导体独立于零电阻效应的物理现象 迈斯纳效应是超导体独立于零电阻效应的物理现象 0 t ∂ = −∇ × ∂ B E = 对于零电阻导体而言：E＝0 理想导体：B＝B0（t = 0） 超导体：B≡0 降温 加场 加场 降温 去场 去场 降温 去场 加场 去场 降温 加场 理想导体内B的变化 超导体内B的变化