高等教育出版社：《物理学教程》教材电子教案（PPT课件，马文蔚第四版）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/(2) 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 4.40 T/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 二超导体的主要特性 1零电阻率 当T<T。,I<I(临界电流)时， 电阻率p→0，电导率Y→00 2临界磁场（能破坏超导态的外磁场的临界值） H 0l-片 H.(T) 正常态 超导态 T=0K,H。=H。 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 fE.d7 = dΦ d(B·S) dt dt 超导体内E=0,∴.dB/dt=0 当H外<H,H内=0 i H 1

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 三超导电性的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 畸变位置

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 1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