Transcript
Nadprzewodnictwo
Opis fenomenologiczny
W 1911 roku Kammerlingh Onnes odkrył, że rtęć poniżej pewnej temperatury zaczyna nadprzewodzić,co oznacza, że jej opór elektryczny wynosi 0. Nagroda Nobla 1913
Właściwości nadprzewodników • W stanie nadprzewodzącym substancja posiada następujące cechy: – Opór elektryczny równy jest zeru; – Materiał staje się doskonałym diamagnetykiem; – Zmieniają się właściwości termiczne; – Zmieniają się właściwości optyczne (w zakresie pewnych częstotliwości); • Normalny przewodnik przechodzi do stanu nadprzewodzącego poniżej temperatury krytycznej, Tc, Wartość temperatury krytycznej zależy od natężenia zewnętrznego pola magnetycznego ( Hc ) i jest maksymalna w nieobecności pola.
Właściwości termiczne: energia swobodna
• • •
Wielkoscią decydującą o tym, jaki stan w danych warunkach zewnętrznych jest stabilny jest potencjał termodynamiczny Gibbsa na jednostkę objętosci:
G = U − TS + pV − BM
, gdzie M jest namagnesowaniem. W stanie nadprzewodzącym materiał jest doskonałym diamagnetykiem, a zatem wypadkowe pole magnetyczne wewnątrz materialu jest ròwne zeru:.
B wewn = B + µ 0 M = 0 •
Zatem, otrzymujemy układ równań:
dG = dU − TdS − SdT + pdV + Vdp − dBM − dMB dU = TdS − pdV + BdM M =− •
1
µ0
B
Przyjmując, że p,V =const, otrzymujemy:
dG = −SdT +
1 BdB µ0
Właściwości termiczne: energia swobodna •
Oznaczając indeksem S stan nadprzewodzący, różnica energii swobodnych Gibbsa pomiędzy stanem nadprzewodzącym w polu magnetycznym B< BC(T) a stanem nadprzewodzącym bez pola magnetycznego w stałej temperaturze T
