低温超导现象及特性论文自然科学文章论文自然科学文章.pdf

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1、低温超导现象及特性 超导是某些金属或合金在 低温 条件下出现的一种 奇妙现象，是由荷兰的物理学家 卡麦林 昂纳斯最先发 现的。1908 年，昂纳斯（1853 1926 年）成功地液化 了地球上最后一个永久气体 气，得到了接近绝 对零度（OK=-273.15 C）的低温：4.25K 1.15K。之后，他把目标转向了 极低温下金属电阻随温度变化 规律的研究。昂纳斯先是用铂丝，接着用纯度更高的 水银做实验，他吃惊的发现 水银在温度降至氦的沸点 即4.2K时（相当于-269 C）,电阻竟意外地消失了。起初昂纳斯还以为是线路出现了故障，几经测定，最 后他确信，水银在 4.2K 下会产生一种新的导电特性

2、零电阻性或超导电性。1911 年 4 月 28 日，昂 纳斯公布了这一发现，并在随后几篇论文中明确指出，某些材料在一定温度下能进入一种电阻为零的新物 态。他将这种新物态命名为 超导态 ，同时把具有从 正常态（电阻不为零）转变为超导态能力的材料称作 超导体 ，把能使超导体从正常导电状态变为超导电 状态时的转变温度称为 临界温度。他进一步用铅环 做实验，当铅变为超导态时，九百安培的电流在铅环 中流动不止，两年半以后毫无衰减。昂纳斯的这一发现轰动了全世界的科学家，大家 纷纷实验，并且想要揭开超导的奥秘，因为只有了解 了超导现象的微观机理，才能使超导为人类作出更大 的贡献。现在，科学家已发现有上千种元

3、素和化合物在低 温下可以转化为超导态。对所谓 零电阻性 也已有共 识：超导体即使有电阻，它的电阻率必然小于 10-26 欧米，而且只对直流电适用，若给超导体通入交流电，它仍会出现类似于常规电阻的 交流损耗 。从这个意 义上讲，超导体似乎可以说是一种直流理想导体。高温超导体的巨大突破，以液态氮代替液态氦作 超导制冷剂获得超导体，使超导技术走向大规模开发 应用。超导现象的最直接、最诱人的应用是用超导体制 造输电电缆。因为超导体的主要特性是零电阻，因而 较小截面的电缆上输送较大的电流，而且基本上不发 热和不损耗能量。据估计，我国目前约有 15%的电能 损耗在输电线路上，每年损失的电能达到 900 多

4、亿千 瓦时。如果改用超导体输电，就能大大节约电能，缓 解日益严重的能源紧张。自从发现高温超导陶瓷后，特别是 1987 年全世 界掀起了 超导热以后，人们把注意力转向高温起导 陶瓷的研究和应用。陶瓷超导体同样具有实用意义，预计在 50年左右的时间内，有可能制备出工作在 77K(-196.15。C)的温度下、临界电流密度超过每平 方厘米 10 万安的实用化线材、缆材或带材。超导体还可用于制造超导通信电缆。人们对通信 电缆的主要要求是信号传递准确、迅速、容量大、重 量轻，超导最先发现的年昂纳斯年成功地液化了地球上最后一个永久气体气得到了接近绝对零度的低温之后他把目标转向了极低温下金属电阻随温度变化规

5、律的研究昂纳斯先是用铂丝接着用纯度更高的水银做实验他吃惊的发现水银在温度降至一种新的导电特性零电阻性或超导电性年月日昂纳斯公布了这一发现并在随后几篇论文中明确指出某些材料在一定温度下能进入一种电阻为零的新物态他将这种新物态命名为超导态同时把具有从正常态电阻不为零转变为超导态能力验当铅变为超导态时九百安培的电流在铅环中流动不止两年半以后毫无衰减昂纳斯的这一发现轰动了全世界的科学家大家纷纷实验并且想要揭开超导的奥秘因为只有了解了超导现象的微观机理才能使超导为人类作出更大的贡献现在通信电缆正好能满足上述要求。用超导体制造雷达天线、导航天线、通信天线和 电视天线，可使天线的损耗减小几个数量级，而天线

6、辐射效率可增加几百倍或更多。最先发现的年昂纳斯年成功地液化了地球上最后一个永久气体气得到了接近绝对零度的低温之后他把目标转向了极低温下金属电阻随温度变化规律的研究昂纳斯先是用铂丝接着用纯度更高的水银做实验他吃惊的发现水银在温度降至一种新的导电特性零电阻性或超导电性年月日昂纳斯公布了这一发现并在随后几篇论文中明确指出某些材料在一定温度下能进入一种电阻为零的新物态他将这种新物态命名为超导态同时把具有从正常态电阻不为零转变为超导态能力验当铅变为超导态时九百安培的电流在铅环中流动不止两年半以后毫无衰减昂纳斯的这一发现轰动了全世界的科学家大家纷纷实验并且想要揭开超导的奥秘因为只有了解了超导现象的微观机理才能使超导为人类作出更大的贡献现在