《大学物理》课程PPT教学课件：第十九章 量子物理（19.13）超导电性

19-13超导电性 第十九章量子物理 超导体的转变温度 在 R(_) 4.20K 0.150 附近汞的电阻突降为零 0.100 0.050 T:临界温度 0.000 4.00 4.20 440T/K

19 – 13 超导电性 第十九章 量子物理 4.00 4.20 4.40 0.150 0.100 0.050 0.000 T /K R /() 一 超导体的转变温度 ** * Tc ：临界温度 4.20K 附 近 汞 的 电 阻 突 降 为 零 在

19-13超导电性 第十九章量子物理 超导体的主要特性 1零电阻率 当T0,电导率y→>0O 2临界磁场(能破坏超导态的外磁场的临界值) HT H=H01-( 正常态 超导态 7=0K,H。=H0 T

19 – 13 超导电性 第十九章 量子物理 二 超导体的主要特性 1 零电阻率 当 T  Tc , I  I c （临界电流）时， 电阻率  → 0 ， 电导率  →  2 临界磁场（能破坏超导态的外磁场的临界值）       = − 2 c c 0 1 ( ) T T H H c 0 T = 0K, H = H T H ( ) Hc T 超导态 正常态 o TC

19-13超导电性 第十九章量子物理 3迈斯纳效应 E·dl= dq d(B S dt 超导体内E=0,∴dB/dt=0 当H外<H,H内=0 H H H=0

19 – 13 超导电性 第十九章 量子物理 3 迈斯纳效应 t B S t Φ E l d d( ) d d d       = − = −  超导体内 E = 0, dB/ dt = 0 , 当 H外  Hc H内 = 0 H = 0 H  S N H  I

19-13超导电性 第十九章量子物理 超导电性的BCS理论 1957年美国物理学家巴丁、库珀、施里弗三人 共同创立了近代超导微观理论,这就是常称的BCS 理论 晶体局部区域的畸变 晶体点阵 晶体点阵 正常位置 分 畸变位置 6ooo

19 – 13 超导电性 第十九章 量子物理 晶 体 局 部 区 域 的 畸 变 三 超导电性的 BCS 理论 − e 晶体点阵 正常位置 晶体点阵 畸变位置 1957年美国物理学家巴丁、库珀、施里弗三人 共同创立了近代超导微观理论，这就是常称的BCS 理论

19-13超导电性 第十九章量子物理 声子:晶体中由点阵的振动产生畸变而传播 的点阵波的能量子称声子 库珀对:两个电子通过交换声子而耦合起来 成为束缚在一起的电子对称为库珀对 组成库珀对的两个电子之间的距离约为106m 自旋与动量均等值而相反,所以每一库珀对的动 量之和为零 当T<T时金属内的库珀对开始形成,这时 所有的库珀对都以大小和方向均相同的动量运动, 金属导体就具有了超导电性.库珀对的数量十分 巨大,当它们向同一方向运动时,就形成了超导 电流

19 – 13 超导电性 第十九章 量子物理 声子：晶体中由点阵的振动产生畸变而传播 的点阵波的能量子称声子 . ➢ 库珀对：两个电子通过交换声子而耦合起来， 成为束缚在一起的电子对称为库珀对 . 组成库珀对的两个电子之间的距离约为 , 自旋与动量均等值而相反，所以每一库珀对的动 量之和为零 . 10 m −6 当 时金属内的库珀对开始形成, 这时 所有的库珀对都以大小和方向均相同的动量运动, 金属导体就具有了超导电性 . 库珀对的数量十分 巨大 , 当它们向同一方向运动时, 就形成了超导 电流 . T  Tc

19-13超导电性 第十九章量子物理 四超导的应用前景 强磁场 2低损耗电能传输 3磁悬浮列车

19 – 13 超导电性 第十九章 量子物理 四 超导的应用前景 1 强磁场 2 低损耗电能传输 3 磁悬浮列车