Szupervezetők tulajdonságai

A szupravezető anyagok rendkívüli tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek nagyon fontosak a modern technológiában. A kutatás továbbra is folyik, hogy megértsük és kihasználjuk ezeket a rendkívüli tulajdonságokat a technológia különböző területein. A szupravezetők ilyen tulajdonságai a következők:

1. Nulla elektromos ellenállás (végtelen vezetési képesség)

2. Meissner-effektus: A mágneses tér kitoloncolása

3. Kritikus hőmérséklet/átmeneti hőmérséklet

4. Kritikus mágneses mező

5. Fennmaradó áram

6. Josephson-áram

7. Kritikus áram

Nulla elektromos ellenállás vagy végtelen vezetési képesség

A szupravezető állapotban a szupravezető anyag nullát mutat az elektromos ellenállásban (végtelen vezetési képesség). Ha egy szupravezető anyag mintáját lehűtik a kritikus hőmérséklet alá, az ellenállása hirtelen nullával csökken. Például a réz null ellenállást mutat 4 K alatt.

Meissner-effektus (a mágneses tér kitoloncolása)

Egy szupravezető, ha a kritikus hőmérséklet alá hűtik, kitoloncolja a mágneses térért, és nem engedi, hogy a mágneses tér bejusson rajta. Ez a jelenség a szupravezetőkben a Meissner-effektus. A Meissner-effektust a következő ábra mutatja be-

Kritikus hőmérséklet/átmeneti hőmérséklet

A szupravezető anyag kritikus hőmérséklete az a hőmérséklet, amelynél az anyag normál vezető állapotból szupravezető állapotba vált. Ez az átmenet a normál vezető (fázis) és a szupravezető (fázis) között hirtelen és teljesen bekövetkezik. A réz átmenete a normál vezető állapotból a szupravezető állapotba a következő ábrán látható.

Kritikus mágneses mező

A szupravezető állapot/fázis, a szupravezető anyag esetében, megszakad, ha a mágneses mező (belső vagy külső) értéke meghaladja bizonyos határértéket, és a minta kezd normál vezető módon viselkedni. Ez a bizonyos mágneses mező-érték, ami felett a szupravezető visszaáll a normál vezető állapotba, a kritikus mágneses mező. A kritikus mágneses mező értéke a hőmérséklettől függ. Ahogy a hőmérséklet (a kritikus hőmérséklet alatt) csökken, a kritikus mágneses mező értéke nő. A kritikus mágneses mező változása a hőmérséklettel a következő ábrán látható-

Fennmaradó áram

Ha egy szupravezető gyűrűt elhelyezünk egy mágneses téri felépítésben, ami a kritikus hőmérséklet felett van, majd a gyűrűt lehűtjük a kritikus hőmérséklet alá, és ekkor eltávolítjuk a mágneses téri felépítést, akkor egy áram indukálódik a gyűrűben saját induktivitása miatt. A Lenz-törvény szerint a indukált áram iránya olyan, hogy ellenezzék a fluxusváltozást a gyűrűn. Mivel a gyűrű a szupravezető állapotban (null ellenállás), a gyűrűben indukált áram folyamatosan folytatja a folyamodását, ezt a fennmaradó áramnak nevezzük. Ez a fennmaradó áram létrehoz egy mágneses fluxust, amely konstans marad a gyűrű átmegyő fluxusa.

Josephson-áram

Ha két szupravezetőt egy vékony izoláló réteg választ el, ami alacsony ellenállású kapcsolatot hoz létre, akkor a fonon interakcióval kialakult Cooper-párok elektronok képesek túlnyomást alkalmazni a kapcsolat egyik oldaláról a másik oldalra. Az ilyen Cooper-párok által indított áramot Josephson-áramnak nevezik.

Kritikus áram

Amikor áramot vezetünk egy szupravezető állapotban lévő vezetőn, egy mágneses mező alakul ki. Ha az áram értéke meghaladja bizonyos határértéket, a mágneses mező nő a kritikus értékig, amelynél a vezető visszaáll a normál vezető állapotba. Ez az áram-érték a kritikus áram.

Nyilatkozat: Tiszteletben tartsuk az eredeti, jó cikkeket, amelyek megosztásra méltóak, ha sértés történik, kérjük, lépjen kapcsolatba a törlésével.