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超导体完全抗磁性

作者:德国赌场 发布时间:2020-11-09 09:07 点击数:

  完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时,体内的磁感应强度为零的现象。这一现象是德国科学家迈斯纳发现的,因此又称为迈斯纳效应。他在实验中发现,放在磁场中的球形的锡在过渡到超导态的时候,锡球周围的磁场都突然发生了变化,磁力线似乎一下子被排斥到导体之外。进一步研究发现,原来超导体表面能够产生一个无损耗的抗磁超导

  1933年德国物理学家迈斯纳和奥森菲尔德对锡单晶球超导体做磁场分布测量时发现,在小磁场中把金属冷却进入超导态时,体内的磁力线一下被排出,磁力线不能穿过它的体内,也就是说超导体处于超导态时,体内的磁场恒等于零。这种效应被称为“迈斯纳效应”

  超导体一旦进入超导状态,体内的磁通量将全部被排出体外,磁感应强度恒为零,且不论对导体是先降温后加磁场,还是先加磁场后降温,只要进入超导状态,超导体就把全部磁通量排出体外。此外,超导体还是完全的抗磁体,外加磁场无法进入或(严格说是)大范围地存在于超导体内部,这是超导体的另一个基本特性。

  由于超导体的完全抗磁性,使小磁铁的磁力线无法穿透超导体,磁场发生畸变,便产生了一个向上的浮力(白雾是由于液氮对空气中的水蒸气冷却所致)。

  后来人们还做过这样一个实验,在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小磁性很强的永久磁铁,然后把温度降低,使锡出现超导性。这时可以看到,小磁铁竟然离开锡盘表面,飘然升起,与锡盘保持一定距离后,便悬空不动了。这是由于超导体“不允许”其内部有任何磁场,如果外界有一个磁场要通过超导体内部,那么超导体必然会产生一个与之相反的磁场,保证内部磁场强度为零。这就形成了一个斥力。当在一个超导体正下方放置一个磁体,并使磁感线垂直通过超导体的时候,超导体将获得垂直的上浮力。当这个力的大小刚好等于超导体的重力的时候,超导体就可以悬浮在空中。

  迈斯纳效应指明了超导态是一个动态平衡状态,与如何进入超导态的途径无关,超导态的零电阻现象和迈斯纳效应是超导态的两个相互独立,又相互联系的基本属性。单纯的零电阻并不能保证迈斯纳效应的存在,但零电阻效应又是迈斯纳效应的必要条件。因此,衡量一种材料是否是超导体,必须看是否同时具备零电阻和迈斯纳效应。

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