完全抗磁(迈斯纳效应)—超导体最重要特征

作者:admin    来源:互联网    发布时间:2020-06-13 15:01    浏览量:

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。

1933年德国物理学家迈斯纳(W.Meissner)和奥森菲尔德(R.Ochsebfekd)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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