超导电现象与超导体.doc

　超导电现象与超导体
　　超导电性是某些物质在低温下出现的电阻为零和排斥磁感线的现象，这类物质称为超导体。

1911年，荷兰物理学家昂里斯发现，当温度降到4.2K时，水银的电阻突然消失，第一次发现了超导电现象。水银电阻随温度变化的实验曲线如图1所示。从图中可以看到，当温度T＞T1时，水银具有通常的导电性，处于正常态；当T＜T2时，水银的电阻完全消失，进入超导态。T1是从正常态向超导态转变的拐点处的温度，称为起始转变温度。T2是电阻完全消失的温度，称为零电阻温度。以后，人们又相继发现了28种元素在常压下、15种元素在高压下，具有超导性，五千多种合金和化合物也具有超导性，其电阻率随温度的变化也有类似于图1的曲线。
　　超导体的理想导电性和完全抗磁性是超导体的两个独立而又相互联系的基本性质，常用来作为确定物质是否具有超导性的判据。
理想导电性 ：
处于超导态下的超导体的电阻极小，在目前的测量精度内测不出来，说明其电阻率的上限为10-27Ω·m，仅为室温下铜的电阻率（1.67×10-8Ω·m）的千亿亿分之一，完全可以视为零。美国麻省理工学院在磁场中放上用超导材料做成的环，待环冷却至超导态后把磁场撤消，由于电磁感应在环中激起感应电流，经过两年半时间的观测，没有发现环中电流所激发的磁场有明显的衰减，说明电流无明显衰减。因此，可以设想，超导体内部一旦有电流通过，几乎会永远流下去。电流流动时没有能量损失，这样就可以把目前输电线路上损失掉的30%的能量节约下来，减少变电设备上的巨大投资和由于高压输电引起的火灾、触电等事故。如果把发电机的统组线圈换成超导体，就可做成体积小、重量轻、噪音低、功率大的发电机。利用超导体，日本在1987年还研制出了效率很高的容量为72千伏安的世界上最大的交流变压器，效率达98%。