超导物理学讲座详解.ppt

*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;超导体内的磁通量子化;其中φ为通过C内部的磁通量，也就是通过环孔的通量（严格地说，应包括通过环面薄层内的部分）。;即它只能等于某一个磁通量子φ0的整数倍。这现象是由于超导电性的量子力学本质所引起的。因为超导电子处于一个量子态中，绕闭合曲线一周时，由于波函数的单值性，它的相位变化只能是2π的整数倍。;△φ＝2πn，n＝0,±1,±2……; 实验证明了超导环内的磁通量子化现象。磁通量子化在超导物理中具有重要作用。这现象再次指出矢势A的物理实在性。因为在超导体内部的回路C上，磁感应强度B=0，但A≠0，矢势A影响着超导电子波函数的相位，从而导致磁通量子化现象。再次证实了微观世界中矢势A的物理实在性，它比B具有更基本的地位。;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;正常电流满足欧姆定律;由伦敦第一方程可以导出超导体的零电阻性。; 伦敦第一方程只导出了超导体的超导电性，还不足以完全描述超导体的全部电磁性质。我们考虑Meissner效应，它指出在超导体内部B＝0，由磁场边值关系当超导体外部有磁场时，紧贴超导体表面两侧处应有边值关系： ; 在超导体内， 一定存在着电流与磁场相互制约的机制，使它们都只能存在于表面薄层内，而不能深入到超导体内部。;*;由麦克斯韦方程和第二方程可以导出迈纳斯效应;简单示例;例1 求理想迈斯纳状态下，超导体的面电流密度?s与边界上的磁感应强度B之间的关系。;由于迈纳斯效应,在超导体表面产生超导电流?s，它所产生的磁场在超导体内部与外场反向，因而把外磁场屏蔽，使超导体内部B=0;例2 处于一般迈斯纳态、半径为a的无穷长超导圆柱体，放入均匀磁场B=B0ez中，柱轴与磁场方向平行。求磁场分布和超导电流分布。;边值关系;例3 半径为a、处于理想迈斯纳态的超导球体置于均匀外磁场H0中，求外部真空中的磁场分布和超导面电流分布。;解：;例4 有一小磁铁（或小线圈）位于大块超导体平坦的表面附近的真空中，其中磁矩m的方向与超导体表面垂直。试估算超导体外部的磁场分布和磁矩受到的作用力。;解：;m’在z=a处产生磁场;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*