固体物理精品教学（华南理工大学）20-固体物理-超导教案.pdfVIP

固体物理-超导 宁洪龙 2014.5 发光材料与器件国家重点实验室 1 超导概述 2 基本电磁学性质 固体的 超导电 3 转变和热力学 4 相关理论和现象 发光材料与器件国家重点实验室 一、概述 超导电的基本现象和基本规律 由于超导体的一系列异乎寻常的性质, 是物理学 基本理论研究课题之一, 在推动低温物理学的发 展中起了重要作用 发光材料与器件国家重点实验室 发光材料与器件国家重点实验室 1 超导概述 2 基本电磁学性质 固体的 超导电 3 转变和热力学 4 相关理论和现象 发光材料与器件国家重点实验室 1）零电阻 1911 年Onnes 研究在极低温下各种金属电阻变 化时, 首先在Hg 中发现了超导电现象 电阻是用灵敏电位计测量通过一定电流样品上的 电压降而确定的, 样品本身被浸在液态氦中。当 时发现Hg 的电阻在4.2K 左右陡然下降 发光材料与器件国家重点实验室 实验证明, 测量电流愈小, 电阻变化愈尖锐, 用足够小 的测量电流, 能使电阻的下降集中发生在0.01K 的窄 小范围内。在这个转变温度以下, 电阻完全消失 发光材料与器件国家重点实验室 另外一类检验发生转变后的电阻的实验, 是利用 环状的样品, 使样品发生上述转变, 然后撤去磁 场, 这时在环内产生感生电流 如果样品仍存在电阻, 感生电流将会不断衰 减, 用这种方法可以十分精确地检验电阻 Onnes 最初以铅做实验, 用磁针在低温容器之外检 验感生电流, 结果在几小时之内, 完全不能发现任 何变化。温度提高到转变温度以上, 电流立即消失 发光材料与器件国家重点实验室 这种在低温下发生的零电阻现象, 被称为物质的超 导电性, 具有超导电性的材料称为超导体。电阻突 然消失的温度叫做超导体的临界温度, 用T 表示 c T 是物质参数, 同一种材料在相同条件下有确定 c 的值。例如: Hg 的 T =4.15K, Pb 的T =7.201K, 等 c c 当温度在T 以上时, 超导体和正常金属一样, 具有有