Сверхпроводимость

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Департамент образования гор. Москвы Северное окружное управление образования государственное образовательное учреждение Г и м н а з и я 201 Ордена трудового.
Advertisements

Сверхпроводимость металлов и сплавов У многих металлов и сплавов при температурах, близких с T=0 К, наблюдается резкое уменьшение удельного сопротивления.
Сверхпроводимость Презентация по теме:. Сверхпроводимость, свойство многих проводников, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком падает.
Сверхпроводники́ -вещества, переходящие в сверхпроводящее состояние при температурах ниже критической (Тк). Сверхпроводимость свойство некоторых материалов.
Подготовил ученик 10 класса Мельник Валерий. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ПРОВОДЯТ ТВЕРДЫЕ, ЖИДКИЕ И ГАЗООБРАЗНЫЕ ТЕЛА. ПЕРЕДАЧУ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ ИСТОЧНИКОВ ТОКА.
Электрический ток в металлах. Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. Опыты показывают,
Подготовила ученица 11-Б класса 0Ш4. Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. Опыты показывают,
Сверхпроводимость Выполнил ученик 10«Б» класса Митягин Сергей.
1908первый жидкий гелий Как мы и предвидели при планировании экспериментов, их реализация граничила с невозможным. Удивительное было зрелище, когда мы.
Электрический ток в металлах Надежда Далецкая 11а.
Сверхпроводящие материалы. Применение сверхпроводников. Выполнил Григорьев Олег.
Сверхпроводимость; Температурный коэффициент сопротивления; Электронная теория проводимости металлов.
Подготовила: Димитриева А. Ученица 11«В» класса ВУВК 2.
Выполнил Яговкин Олег У Введение «Величайшим триумфом человеческого гения является то, что человек способен понять вещи, которые он уже не в силах.
Сверхпроводящая керамика Выполнил: Студент 3 курса Института ВТ-6 Ковалев Андрей Алексеевич ПРОВЕРИЛ: Терновых Александр Михайлович 2015.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ Подготовила : ученица 11 Б класса Бакалым Ангелина.
Электрический ток в металлах Презентацию подготовили ученики 10 б класса Коваленко Виктор и Бялковский Владислав.
Использование сверхпроводимости в электроэнергетике Романенко Анна, студентка 4го курса отделения физики филиала МГУ в г. Севастополе 1.
Сверхпроводимость-это свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого.
Электромагнетизм Занимательная физика. Задачи.. «Включите свет! Включите свет? А в том, учтите, весь секрет, Что лишь один рубильник надо Для этой цели.
Транксрипт:

Сверхпроводи́мость свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны уже несколько сотен соединений, чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние.

В 1911 году голландский физик Камерлинг - Оннес обнаружил, что при охлаждении ртути в жидком гелии её сопротивление сначала меняется постепенно, а затем при температуре 4,2 К резко падает до нуля. Однако нулевое сопротивление не единственная отличительная черта сверхпроводимости. Ещё из теории Друде известно, что проводимость металлов увеличивается с понижением температуры, то есть электрическое сопротивление стремится к нулю.

В дальнейшем было выяснено, что более 25 химических элементов металлов при очень низких температурах становятся сверхпроводниками. Сверхпроводимость наблюдается не только у чистых металлов, но и у многих химических соединений и сплавов. При этом сами элементы, входящие в состав сверхпроводящего соединения, могут и не являться сверхпроводниками. Например, NiBi, Au2Bi, PdTe, PtSb и другие.

До 1986 г. были известны сверхпроводники, обладающие этим свойством при очень низких температурах ниже –259 °С. В годах были обнаружены материалы с температурой перехода в сверхпроводящее состояние около –173 °С. Это явление получило название высокотемпературной сверхпроводимости, и для его наблюдения можно использовать вместо жидкого гелия жидкий азот.

Свойством сверхпроводимости обладают около половины металлов и несколько сотен сплавов. Сверхпроводящие свойства зависят от типа кристаллической структуры. Изменение её может перевести вещество из обычного в сверхпроводящее состояние. Критические температуры изотопов элементов, переходящих в сверхпроводящее состояние, связаны с массами изотопов соотношением: Т э (М э ) 1/2 = const (изотопический эффект) Сильное магнитное поле разрушает эффект сверхпроводимости. Следовательно, при помещении в магнитное поле свойство сверхпроводимости может исчезнуть.

Реакция сверхпроводников на примеси Введение примеси в сверхпроводник уменьшает резкость перехода в сверхпроводящее состояние. В нормальных металлах ток исчезает примерно через с. В сверхпроводнике ток, может циркулировать годами (теоретически 105 лет!).

Физическая природа сверхпроводимости Явление сверхпроводимости можно понять и обосновать только с помощью квантовых представлений. Они были представлены в 1957 году американскими учеными Дж.Бардиным, Л.Купером, Дж.Шриффером и советским академиком Н.Н. Боголюбовым. В 1986 году была открыта высокотемпературная сверхпроводимость соединений лантана, бария и других элементов (Т= К - это температура кипения жидкого азота).

Одним из главных отличий сверхпроводников от идеальных проводников является эффект Мейснера, открытый в 1933 году, т.е. полное вытеснение магнитного поля из материала при переходе в сверхпроводящее состояние. Впервые явление наблюдалось в 1933 году немецкими физиками Мейснером и Оксенфельдом

Отталкиваясь от неподвижного сверхпроводника, магнит всплывает сам и продолжает парить до тех пор, пока внешние условия не выведут сверхпроводник из сверхпроводящей фазы. В результате этого эффекта магнит, приближающийся к сверхпроводнику, «увидит» магнит обратной полярности точно такого же размера, что и вызывает левитацию (парение в пространстве). Гроб Мухаммеда опыт, демонстрирующий этот эффект в сверхпроводниках. По преданию, гроб с телом пророка Магомета висел в пространстве без всякой поддержки, поэтому этот опыт называют экспериментом с «магомедовым гробом».

Применение сверхпроводников Маломощная электроника быстродействующие вычислительные устройства детекторы магнитного поля и излучений оборудование для связи в микроволновом диапазоне Силовые применение кабели токоограничители, магниты моторы генераторы накопители энергии

В силовых применениях сверхпроводники позволяют снизить энергопотери и сократить массогабаритные показатели оборудования.

Через лет сверхпроводимость будет широко использоваться в энергетике, промышленности, на транспорте и гораздо шире в медицине и электронике. В электронике сверхпроводимость найдет широкое применение в компьютерных технологиях. Потенциально наиболее выгодное промышленное применение сверхпроводимости связано с генерированием, передачей и эффективным использованием электроэнергии.

Инженеры давно уже задумывались о том, как можно было бы использовать огромные магнитные поля, создаваемые с помощью сверхпроводников, для магнитной подвески поезда (магнитной левитации). За счет сил взаимного отталкивания между движущимся магнитом и током, индуцируемым в направляющем проводнике, поезд двигался бы плавно, без шума и трения и был бы способен развивать очень большую скорость. Единственная в мире действующая пассажирская магнитно-левитационная (но не сверхпроводящая) железнодорожная линия протяженностью 30,5 км расположена в Китае.

В перспективе возможны проекты совместной прокладки крио трубопроводов и железных дорог. Возможность ускорения макроскопических объектов электромагнитным полем найдет свое применение также на аэродромах и космодромах, где СП- магниты будут обеспечивать взлет/посадку воздушным судам и космическим кораблям. Рассматриваются также возможности применения сверхпроводящих магнитов для аккумулирования электроэнергии в магнитной гидродинамике и для производства термоядерной энергии. Данные технологии, как известно, способны кардинальным образом изменить облик мировой энергетической системы.