低温与超导，低温超导现象怎么回事

本文目录一览

1，低温超导现象怎么回事
2，为什么有的导体在低温是可以超导有的绝缘体在高温时却可以得到导
3，为什么在超低温时有些物质会变成超导体
4，超导体与温度的关系
5，超导体需要一直处于低温环境中才能保持超导特性吗
6，金属在低温下为什么会超导

1，低温超导现象怎么回事

一些物质在低温下电阻突然变成零的现象。这时给导线圈通电，电流会一直流下去，美国有家实验室已经让一个环路内的电流流动了十年。

低温超导现象怎么回事

2，为什么有的导体在低温是可以超导有的绝缘体在高温时却可以得到导

这个跟它内部的自由电子有关低温下自由电子运动不剧烈，容易被束缚发生定向移动。绝缘体不到点因为它里面自由电子少，被自身束缚，高温可以激活它，加上电压发生定向移动

为什么有的导体在低温是可以超导有的绝缘体在高温时却可以得到导

3，为什么在超低温时有些物质会变成超导体

要知道这个问题的答案，必须先了解到底什么是电阻，为什么会产生电阻，电阻是因为电子在移动的过程中受到带正电的原子核的阻碍，于是运动变慢，当处于极低温度时，原子核难以移动，自然电阻变小

低温能减慢原子运动，这样电子在导体中和金属原子的碰撞的概率就下降，所以阻力就比常温下小的多，表现为电阻值很低，近乎于0

为什么在超低温时有些物质会变成超导体

4，超导体与温度的关系

超导现象是指在温度降到一定程度时，导体电阻值变为0的现象。总的来说要实现超导需要很低的温度，而不同材料所需温度是不一样的，有些超导体的超导温度甚至接近绝对零度。现在超导体的发展方向是“高温”（相对而言）超导，甚至常温超导。好像有一种合金（抱歉学了好长时间忘记名称了）已经可以实现几百k的温度了

一般材料在温度接近绝对零度的时候，物体分子热运动几乎消失，材料的电阻趋近于0，此时称为超导体，达到超导的温度称为临界温度，超导体可以用作电机的线圈，这样就可以减少电能的损耗，或者运距离传输电能，都能减少电的浪费

5，超导体需要一直处于低温环境中才能保持超导特性吗

是的。超导体只有温度等于低于临界温度时，才处于超导状态。

当然可以啦! 1911年，荷兰科学家昂内斯(ones)用液氦冷却汞，当温度下降到4.2k时,水银的电阻完全消失，这种现象称为超导电性，此温度称为临界温度。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的「高温」，其实仍然是远低于冰点摄氏0℃的，对一般人来说算是极低的温度。1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体，这种现象称为抗磁性。经过科学家们的努力，超导材料的磁电障碍已被跨越，下一个难关是突破温度障碍，即寻求高温超导材料。

6，金属在低温下为什么会超导

低温与超导关系本质原因是：由于温度是磁能含量浓度的感观表现，低温效应实质就是磁能含量非常少的低浓度（密度）状态，这种处于低温区的导体由于所处低含量磁能区，进入导体有限的磁能又被导体中缺乏磁能的电子摄取吸收结合，因此在一定程度极低温状态下，进入导体有限磁能再被导体中电子结合后，将出现导体内原子核外实体空位区（即电子云区）磁能含量趋于零、磁压强度出现趋于零效应，这时当施加于导体强磁压能量在这种磁压强度趋于零的优性约束渠道特性导体中遵循磁压特性规律传播时，在导体中实体空位区（即电子云区）就几乎不存在媒介磁压能量的阻尼托曳效应，因而施加于导体中的磁压能量中磁能量几乎没有损失，从而表现为无电阻的超导现象。这就是低温现象与超导效应存在关系的本质原因。

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不是所有金属在低温下都会超导，特殊金属在低温下才能超导，不同金属在不同温度下能达到超导态。为什么会超导的原理就很复杂了，有很多种理论，比如用于描述超导电流与弱磁场关系的london方程，pippard理论。还有用于描述超导电流与强磁场关系的gl（ginzburg-landau）理论，从微观机制上解释第一类超导体的bcs（bardeen-cooper-schrieffer）理论等。简单说，就是就是完全抗磁，完全导电

一般金属超导符合BCS理论，该理论认为超导是由于电-声子相互作用导致动量相同、自旋相反的电子两两配成Cooper对，温度升高会破坏Cooper对，进而破坏超导。其实可以这么理解：电子两两配对是一种有序态，热扰动则会破坏有序态，让系统更加无序。就好像水在零度以下会结成冰，这是一种更有序的状态，而温度升高，水分子的“活动范围”就大多了。超导也一样，电子之间配成Cooper对是一种有序状态，温度升高会破坏这种状态，电子就不可能配对，进而就不能实现超导了。