Что такое сверхпроводимость и чем полезно человечеству отмороженное сопротивление
То, что материалы с изменением температуры меняют свойства, известно не только из школьного курса, но даже из жизненного опыта. Например, остывая, они сокращаются в размерах. Электрические свойства — не исключение.
В 1910 году физик Хейке Каммерлинг-Оннес (Нидерланды) начал исследовать поведение веществ при экстремальных температурах в интервале от –271 °C до –259 °C.
Вскоре ученый выяснил, что электрическое сопротивление ртути фактически исчезает при температуре –269 °C. Оказалось, что подобным образом ведет себя не только ртуть, но и многие другие металлы. Каммерлинг-Оннес назвал открытое явление сверхпроводимостью.
В 1914 году ученый представил очень показательный эксперимент. Катушку из свинцовой проволоки охладили в магнитном поле, создаваемом электромагнитом, до –271 °C. Естественно, в катушке появился индукционный ток. Он удерживал своим магнитным полем размещенную над катушкой иглу. Затем электромагнит выключили, поле исчезло. Но 1,5 часа, пока катушка была в криостате, сила тока не изменилась: игла висела. Без явления сверхпроводимости ток и индуцированное им магнитное поле исчезли бы мгновенно, игла упала бы.
Теоретического обоснования открытию в то время найти не смогли. Во второй половине XX века оно получило, наконец, свое теоретическое объяснение на базе квантовой теории. Крайне упрощенно можно говорить, что при холоде, близкому к абсолютному нулю, электроны выстраиваются в ряды и движутся, не сталкиваясь с атомами кристаллической решетки. Процесс принципиально отличается от хаотичного движения при более высоких температурах.
Хотя объяснение было найдено, сверхпроводимость оставалась удивительным феноменом, без какого-либо практического применения — в силу того, что для ее появления нужны очень низкие температуры, получение которых требовало огромных затрат.
В 1986 году Карл Мюллер и Георг Беднорц обнаруживают сверхпроводимость в композитном материале при температуре "всего лишь" –240 °C. Ее назвали высокотемпературной, и она открыла двери к применению этого явления в технике.
В 1910 году физик Хейке Каммерлинг-Оннес (Нидерланды) начал исследовать поведение веществ при экстремальных температурах в интервале от –271 °C до –259 °C.
Вскоре ученый выяснил, что электрическое сопротивление ртути фактически исчезает при температуре –269 °C. Оказалось, что подобным образом ведет себя не только ртуть, но и многие другие металлы. Каммерлинг-Оннес назвал открытое явление сверхпроводимостью.
В 1914 году ученый представил очень показательный эксперимент. Катушку из свинцовой проволоки охладили в магнитном поле, создаваемом электромагнитом, до –271 °C. Естественно, в катушке появился индукционный ток. Он удерживал своим магнитным полем размещенную над катушкой иглу. Затем электромагнит выключили, поле исчезло. Но 1,5 часа, пока катушка была в криостате, сила тока не изменилась: игла висела. Без явления сверхпроводимости ток и индуцированное им магнитное поле исчезли бы мгновенно, игла упала бы.
Теоретического обоснования открытию в то время найти не смогли. Во второй половине XX века оно получило, наконец, свое теоретическое объяснение на базе квантовой теории. Крайне упрощенно можно говорить, что при холоде, близкому к абсолютному нулю, электроны выстраиваются в ряды и движутся, не сталкиваясь с атомами кристаллической решетки. Процесс принципиально отличается от хаотичного движения при более высоких температурах.
Хотя объяснение было найдено, сверхпроводимость оставалась удивительным феноменом, без какого-либо практического применения — в силу того, что для ее появления нужны очень низкие температуры, получение которых требовало огромных затрат.
В 1986 году Карл Мюллер и Георг Беднорц обнаруживают сверхпроводимость в композитном материале при температуре "всего лишь" –240 °C. Ее назвали высокотемпературной, и она открыла двери к применению этого явления в технике.
Комментарии 0