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用“民科“方法带你解析超导体原理

 我爱你文摘 2019-03-30

某些材料在温度降到一定低的时候,电阻会神奇的消失,这一现象就是超导电现象,这个材料就是超导体。电阻消失,会发生什么情况?电阻大小决定了发热量,如果导体没有电阻,那么电流在热损耗上就不存在了。超导体通过实验观察,具有抗磁性,也就是内部没有磁场,磁场无法穿透超导态的超导体,这时超导体无论与磁铁的N极还是S极,都会排斥。检测超导体是不是处于超导态,抗磁性是个重要指标。超导体还一个现象就是,在强磁场作用下,会转变成非超导态,而变得不再抗磁。那么,我们就从这个抗磁和不坑磁的现象来研究下超导体。

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磁场是什么?首先,磁场与电流是密不可分的,由电流激发出来。电流是电荷的定向移动,静电场整体是不表现磁性的。也可以定义出,只要有电流,必有磁场,有磁场必有电流,磁场就是电流的一个另一表现面,实际上是同一物。还一个特征是磁场方向与电流或导体运动方向上必须要在特定角度才可以相互作用。比如闭合导体做切割磁力线运动产生电流,而平行于磁力线运动就不会产生电流。

以上说的有点多。即然超导体内部不充许存在磁场,那么可以这么判断,内部已经没有电子或是电子原子都处于静止反抗态。至少究竟是什么情况,都可以用实际来证明,只是这个实验有点高端和烧钱。本人更倾向于由于低温而使超导材料内的物质内能减少,密度加大,而磁场能穿透不了超导体导致。电流的能量无法对超导体物质进行做热功,这是电流无法在热上的损失原因,似乎所做功都被反射回来而无功耗损失。

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总结,电流磁场无法进入超导体内部,这样就无法对导体做功,即产生热量,表现为电流能量不损耗,为零电阻,即超导态。这个电流磁场无法伸入超导体内部的原因,就是低温改变了物质结构。不伸入导体内部为什么不做功了?前面已经说过,磁电作用要有一定角度,不符合这个角度,就不做功。

所以,我们在研究超导材料时,就是要设法在高温情况下制造出超低温超导态时物质的那个结构,至于那个结构是什么,怎么制造,高温态下能不能存在那个态,以后再谈。我们把这个结构暂时起个名词叫~物质超导态结构

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