Надпровідність: цікаві факти

Надпровідність пов’язана з ім’ям голландського вченого Гейко Каммерлінг-Оннеса. У техніці надпровідність повинна здійснити справжню революцію.

Надпровідність пов’язана з ім’ям голландського вченого Гейко Каммерлінг-Оннеса

В кінці 19 – початку 20 ст. вченим вдалося перевести в рідину все без винятку гази і навіть чемпіона серед них – гелій. Після цього була відкрита надпровідність. Температура кипіння гелію всього на 4,2 градуса Цельсія вище абсолютного нуля, рівного мінус 273,16 градуса Цельсія.

Спочатку 20 в., А точніше, до 1911 р, коли відкрили надпровідність, вчені зовсім не знали, як поведуть себе провідники струму, в першу чергу метали, при їх охолодженні. Якась частина вчених вважала, що електричний опір провідників зі зниженням температури буде постійно падати, і при температурі абсолютного нуля могло б зникнути зовсім. Таким способом хотіли відкрити надпровідність. Але так як абсолютний нуль практично недосяжний, то і надпровідність, стало бути, реально не існує. Інші наполягали на тому, що і при абсолютному нулі якийсь опір залишиться через дефекти в кристалах металів, а тому надпровідність теж не проявиться. А треті і зовсім стверджували, що при наближенні до абсолютного нуля опір провідників зростає і що надпровідність взагалі недосяжна.

Надпровідність цікавила і Каммерлінг-Оннеса. Навесні 1911 року він вирішив заморозити ртуть в недавно отримане ним рідкому гелії. У посудину Дьюара, що містить рідкий гелій, була поміщена трубочка з ртуттю, яка негайно ж там замерзла, а потім Каммерлінг-Оннес пропускав через ртуть ток і заміряв електричний опір. Опір стовпчика ртуті з пониженням температури падало, поки ця температура не знизилася до 4,12 К. При цій температурі опір стрибком зникло зовсім!

Отже, надпровідність була відкрита! І відкрита була надпровідність ні до недоступному абсолютному нулі, а при реальній температурі!

Якщо виготовити надпровідний кільце, помістити його в рідкий гелій і пустити по ньому струм, то не менше 100 тисяч років потрібно для того, щоб найточнішими приладами помітити його згасання!

Це було продемонстровано в ході експерименту, де в замкнутому сверхпроводнике був індукований електричний струм, який протікав в ньому без загасання. Експеримент, правда, був перерваний через 2,5 років, через страйк робітників.

Строго кажучи, опір надпровідників дорівнює нулю тільки для постійного електричного струму. У змінному електричному полі опір надпровідника відмінно від нуля і зростає зі збільшенням частоти поля. Цей ефект пояснюється наявністю нарівні зі надпровідної фракцією електронів також і звичайних електронів, число яких, однак, невелика. При приміщенні надпровідника в постійне поле, це поле всередині надпровідника звертається в нуль, оскільки інакше надпровідні електрони прискорювалися б до нескінченності, що неможливо. Однак в разі змінного поля поле всередині надпровідника відмінно від нуля і прискорює в тому числі і нормальні електрони, з якими пов’язані і кінцеве електричний опір.

Можна сподіватися, що з розвитком технологій надпровідність зіграє величезну роль в історії людства.

...
ПОДІЛИТИСЯ: