超導電體

某些金屬、合金和化合物，在溫度降到絕對零度附近某一特定溫度時，它們的電阻率突然減小到無法測量的現象叫做超導現象，能夠發生超導現象的物質叫做超導體。超導體有兩個基本特性。超導體的基本特性之一是零電阻，就是說在超導臨界轉變溫度之下，超導體可以在無電阻的狀態下傳輸電流。超導體的另一個基本特性是完全抗磁性。也就是說超導體在處於超導狀態時，可以完全排除磁力線的進入。

基本介紹

• 中文名：超導電體
• 宣布時間：1911年12月28日
• 國別：荷蘭
• 宣布者：昂尼斯

超導電體的發現

1908年，荷蘭物理學家昂尼斯首次成功地把稱為“永久氣體”的氮液化，因而獲得4.2K 的低溫源，為超導準備了條件，三年後即1911年，在測試純金屬電阻率的低溫特性時，他又發現，汞的直流電阻在4.2K時突然消失，多次精密測量表明，汞柱兩端壓降為零，他認為這時汞進入了一種以零阻值為特徵的新物態，並稱為“超導態”。昂尼斯在1911年12月28日宣布了這一發現。但此時他還沒有看出這一現象的普遍意義，僅僅當成是有關水銀的特殊現象。

這一發現引起了世界範圍內的震動。在他之後，人們開始把處於超導狀態的導體稱之為“超導體”。超導體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應。導體沒有了電阻，電流流經超導體時就不發生熱損耗，很大的電流可以毫無阻力地在導線流通，從而產生超強磁場。

邁斯納效應

1933年，荷蘭的邁斯納和奧森菲爾德共同發現了超導體的另一個極為重要的性質，當金屬處在超導狀態時，體內的磁通量將全部被排出體外，磁感應強度恆為零，且不論對導體是先降溫後加磁場，還是先加磁場後降溫，只要進入超導狀態，超導體就把全部磁通量排出體外（如圖一所示）。通過對單晶錫球進行實驗發現：錫球過渡到超導態時，錫球周圍的磁場突然發生變化，磁力線似乎一下子被排斥到超導體之外去了，人們將這種現象稱之為“邁斯納效應”。 邁斯納效應有著重要的意義，它可以用來判別物質是否具有超導性。後來人們還做過這樣一個實驗：在一個淺平的錫盤中，放入一個體積很小但磁性很強的永久磁體，然後把溫度降低，使錫盤出現超導性，這時可以看到，小磁鐵竟然離開錫盤表面，慢慢地飄起，懸空不動。?

超導體的零電阻與完全抗磁性也有其臨界性。就是當逐漸增大磁場到達一定值後，超導體會從超導態變為正常態，把破壞超導電性所需的最小磁場稱為臨界磁場；超導體無阻載流的能力也是有限的，當通過超導體中的電流達到某一特定值時，又會重新出現電阻，使其產生這一相變的電流稱為臨界電流，目前，常用電場描述，即當每厘米樣品長度上出現電壓為1mV時所輸送的電流。