氢原子结构量子理论4.pptVIP

大学物理 同学们好！ 一、超导电性的基本现象 第四节 超导与超流 实验现象：超导环中的电流一经建立，就持续流动，一年内观察不到任何可察觉的衰减。 可持续上万年 1. 零电阻现象 临界条件： 临界温度 临界磁场 临界电流 2. 完全抗磁性(迈斯纳效应)超导体内 理想导体 内部不存在电阻 其中磁通量不变 超导体 内部不存在电阻 其中磁通量为零 与零电阻现象彼此独立 注意 实验现象 磁棒 超导态铅 浸入液氦 超导态的基本特征：完全导电 完全抗磁 超导电本质？ 实验现象比较 导 T Tc T Tc 二、BCS理论 巴丁（J. Bardeen) 库柏（L. Cooper) 施瑞弗（R. Schrieffer) 1972年诺贝尔物理奖 实验基础： 正常态 超导态，电子比热跃变 临界温度与同位素质量有关 超导电性来自电子与晶格（振动）间的相互作用 物理模型： 库柏电子对：动量等大反向，自旋相反。 外电场中，电子对获得相同动量，高度有序运动。 电子对动量守恒：若一个电子受晶格散射动量改变，另一个发生相反动量改变，散射不影响电子对整体运动——电阻为零。 “传球”一对的作用，集体效应。 “单个前进有电阻，结伴成行才超导。” 电子 声子 电子 （格波） 形成相互吸引束缚态 库柏电子对：动量等大反向，自旋相反 三、高温超导简介 1986年7月 瑞士 米勒 贝德诺茨发表第一篇论文 镧–钡铜氧化物 Tc = 35K。他因此而获诺贝尔奖。 1988年 高温超导热 四项判断准则： 1) 必须在一个确定的温度实现零电阻转变。 2) 在零电阻转变温度附近必须观察到完全抗磁性。 3) 现象稳定且能再现。 4) 现象能被其它实验室重复和验证。 应用：超导核磁共振断层成象，超导量子干涉器 件（测生物磁场） 超导红外探测，超导磁悬浮列车…... 现状 高温超导体： 氧化物超导体(钇钡同氧体等70余种) 液氮温区Tc ? 77K 目前最高Tc为125K 理论尚未成熟 四、宏观量子效应 （低温下，量子现象在宏观尺度上显示） 磁场完全被排除于超导体之外，磁场穿过超导环内。撤去磁场，超导环中冻结了磁通量。 磁场穿过环体和环内。 1. 磁通量子化 1) T S S N N (1) T Tc 在超导圆环上施加磁场 (2) T Tc 圆环转变为超导态 (3) 突然撤去外磁场, 超导环中产生持续电流 穿过超导环的磁通量是量子化的： 2) 第二类超导体 嵌有平行于外场方向的正常态细芯，其周围有涡旋状超导电流，每条涡旋线的磁通量均为 第II类超导体的磁通格子 （H垂直纸面向上） 大学物理