Диамагнетизм сверхпроводников

Стабилизирующую энергию и свободную энергию можно также получить просто из величины приложенного магнитного поля Н , достаточного для разрушения сверхпроводящего состояния и перевода образца в нормальное состояние. Это связано с почти идеальным диамагнетизмом сверхпроводника (или, по крайней мере, обычного мягкого сверхпроводника, который здесь рассматривается). В соответствии с эффектом Мейснера магнитная индук- [c.303]

Таким образом, идеальный диамагнетизм, так же как и нулевое сопротивление, является фундаментальным свойством сверхпроводника. [c.264]

Лондонами в дополнение к уравнениям Максвелла были получены уравнения для электромагнитного поля в таком сверхпроводнике, из которых вытекали его основные свойства отсутствие сопротивления постоянному току и идеальный диамагнетизм. Однако в силу того, что теория Лондонов была феноменологической, она не отвечала на главный вопрос, что представляют собой сверхпроводящие электроны. Кроме того, она имела еще ряд недостатков, которые были устранены В. Л. Гинзбургом и Л. Д. Ландау. [c.266]

При рассмотрении свойств макроскопических сверхпроводников, которое было дано в разделе 2, необходимо строго разграничивать так называемые полные токи п токи Мейснера. Первые наводятся в многосвязных проводниках и поддерживают полный магнитный поток постоянным, а вторые представляют собой экранирующие поверхностные токи, которые обеспечивают равенство индукции нулю внутри сверхпроводящего материала. Конечно, такое деление носит искусственный характер, так как оба тока имеют одну и ту же внутреннюю природу. Мы пользуемся этим разделением для того, чтобы иметь возможность применить для решения задачи уравнения Максвелла для двух предельных случаев, а именно для случая бесконечной проводимости и случая идеального диамагнетизма. Мы снова подчеркиваем, что эти два условия различны и в электродинамике Максвелла их нельзя смешивать. [c.641]

Сверхпроводники обнаруживают ниже Гк идеальный диамагнетизм, и магнитное поле не проникает в них вплоть до некоторого критического поля Не, выше которого тело переходит в нормальное состояние (рис. 2, в). Зависимость Не от температу- [c.10]

Первое представление, которое глубоко разработано в работе Лондона 1), приводит к заключению, что сверхпроводник не только обладает высокой электрической проводимостью, но он также является средой, в которой магнитный поток равен иулю, что проявляется в очень большом диамагнетизме. Более того, энтропия, связанная со сверхпроводящим состоянием, ненормально мала по сравнению с энтропией металла в его нормальном состоянии. Хотя эти необычные магнитные характеристики сверхпроводников и не так наглядны, как электрические свойства, теоретическое значение их не менее важно. Детальное рассмотрение работ этого направления читатель может найти в статье Лондона. [c.574]

О диамагнетизме, намагниченности М и магнитной восприимчивости см. гл. 15. Диамагнитная восприимчивость массивных сверхпроводников много больше, чем для типичных диамагнетиков. В соотношении (12.1) величина М сть намагниченность, эквивалентная сверхпроводящим токам в образце. [c.425]

Почти идеальный диамагнетизм является вал<ным свойством, характеризующим сверхпроводники I рода. Согласно эффекту Мейснера, внутри массивного сверхпроводника магнитная индукция В обращается в нуль, так что сверхпроводник ведет себя как идеальный диамагнетик. Соотношения (12.1) относятся и к предельным случаям тонких пленок или тонких длинных [c.436]

Металл в нормальном состоянии обладает только слабым пара- или диамагнетизмом (никакие магнито упорядоченные металлы не являются сверхпроводниками), и магнитное поле может в него проникать. [c.345]

Если на металл, находящийся в равновесии, действует магнитное поле, то в нем существуют токи. Такие ответственные за диамагнетизм токи возникают всегда независимо от того, является ли металл нормальным или сверхпроводящим, однако токи в сверхпроводнике имеют гораздо большую величину. В модели свободных электронов ток определяется с точностью до первого порядка по полю уравнением вида ) [c.361]

Сверхпроводники. Многие чистые металлы при температурах 10... 1 К переходят в сверхпроводящее состояние, то есть полностью утрачивают электрическое сопротивление. Ток, протекающий по поверхности сверхпроводника, экранирует его внутренние объемы от влияния внешнего магнитного поля. В таком состоянии внутри сверхпроводника 5 = // = О и никакой диамагнитной восприимчивости не существует. Но с внешней точки зрения сверхпроводники обладают диамагнетизмом, обусловленным макроскопическими поверхностными токами. Соответствующая этому диамагнитная восприимчивость имеет максимальное по абсолютной величине значение = -1/4л-. [c.81]

УпоАГЯнутая н<есткость)> должна быть квантовы.м эффектом. Можно в весьма общей форме показать, что классическая система ][е обладает диамагнетизмом (теорема ван-Лёффена). Хороню известное следствие квантовой теории заключается в том, что атом или молекулы имеют в однородном поле диамагнитный момент, пронорциональный квадрату радиуса орбиты. Сильный диамагнетизм сверхпроводников, несомненно, связан с большой размазанностью волновой функции. В этом случае диамагнетизм настолько велик, что внутри образца магнитное поле падает до нуля. [c.703]

Сильный диамагнетизм сверхпроводников позволяет удерживать груз в пространстве при помощи магнитного поля. Сверхпроводники могут быть применены для подшипников, работающих без трения, в конструкциях с вращающимися частями. Большое применение находят сверхпроводники в переключающих устройствах (криотронах) или в качестве элемента памяти счетно-решающего устройства, поскольку сопротивление сверхпроводящей проволоки, являющейся сердечником проволочной катушки, можно иаменить на огромную величину путем наложения слабого внешнего поля. [c.73]

Рис. 12.6а. Зависнмость намагниченности о г внешнего магнитного поля в случае массивного сверхпроводника, для которого осуществляется полное выталкивание магнитного поля (эффект Мейснера), т.е. имеет место идеальный диамагнетизм. Сверхпроводник с гаким поведением называется сверхпроводником 1 рода. При поле выше критического образец находится в нормальном состоянии" и намагниченность мала (в данном. масштабе — нулевая). Заметим, что по вертикали отложена величина минус 4л,М отрицательная намагниченность М соответствует диамагнетизму. Величина 4лМ равна магнитному полю, создаваемому сверхпроводящими токами, индуцирован-иь1ми внешним ыагннгным полем.

Вскоре после открытия эффекта Мейснера Ф. Лондон и Г. Лондон ) развили электродинамику сверхпроводимости, в которой рассматриваются с единой точки зрения свойства простых и многосвязных тел. Другими словами, в этой электродинамике объединены требования о бесконечной ироводи-мости и идеальном диамагнетизме. Однако формулировки Ф. Лондона и Г. Лондона излишне сложны при рассмотренип большинства свойств макроскопических сверхпроводников, поэтому удобнее пользоваться менее нзящ- [c.641]

Вскоре после того, как промежуточное состояние было изучено экспериментально, Ландау [103] разработал теорию этого состояния, которая предсказывает размеры сверхпроводящих и нормальных областей. Теория основана на представлении о существовании дополнительной свободной энергии границы раздела фаз, которую можно назвать положительной поверхностной энергией. Ф. Лондон [116] (см. такн№ гл. IX, п. 27) показал, что присутствие положительной поверхностной энергии необходимо для обеспечения эффекта Мййспера в макроскопических образцах. Можно показать, что при отсутствии поверхностной энергии (или при отрицательной поверхностной энергии) магнитная свободная энергия сверхпроводящего образца в любом сколь угодно малом поле будет иметь наименьшую величину, если образец разделятся на бесконечно тонкую смесь сверхпроводящих и нормальных слоев. Естественно, что при этих условиях эффект Мейс-иера будет отсутствовать. Поскольку идеальный диамагнетизм является одним из основных свойств сверхпроводника, мы должны предположить существование положительной поверхностной энергии у границы фаз. Такое предположение исключает возможность расслоения образца на тончайшие сверхпроводящие и нормальные области, поскольку подобный процесс привел бы к значительному возрастанию поверхностной свободной энергии. В результате состояние образца, обнаруживающего эффект Мойс-иера, оказывается энергетически значительно более выгодным, чем состояние, при котором образец подразделяется на слон. [c.650]

В зависимости от знака и величины магнитной восприимчивости марнетики подразделяются на три группы. В том случае, если b ktqp намагниченности направлен противоположно полю Н и магнитная восприимчивость — величина отрицательная, то вещество диамагнитно. Физическая природа диамагнетизма вытекает из представления об электроне, движущемся вокруг ядра. Угловая скорость движения электрона и магнитный момент изменяются под действием магнитного поля, ориентированного перпендикулярно плоскости вращения электрона. В этом случае электрон представляет собой как бы небольшую индуктивность, в которой в соответствии с правилом Ленца возникает э. д. с., противодействующая приложенному полю. Магнитная восприимчивость серебра 3,7 -10-5, меди 0,95-10- титана 3,2[Л. 43]. К числу наиболее интересных диамагнетиков относятся сверхпроводники, [c.9]

Диалшгнетизм — свойство веществ диамагнетиков) намагничиваться в направлении, противоположном действующему на них внешнему магнитному полю. Диамагнетизм присущ всем веществам, однако во многих случаях он маскируется парамагнетизмом, ферромагнетизмом и др. Диамагнетиками являются инертные газы (Nj, Hj), некоторые металлы (Si, Р, Bi, Zn, Си, Au, Ag, Hg), растворы, сплавы и химические соединения (например, галогенов), а также многие органические и неорганические соединения с неполярной связью. Намагниченность, связанная с диамагнетизмом, обычно невелика, и исключение представляют сверхпроводники, которые иногда относят к диамагнетикам. [c.99]

Таким образом, химический потенциал сверхпроводника в машитном поле больше, чем в отсутствие поля, на величину / 8я. С другой стороны, химический потенциал нормального проводника можно считать не зависящим от магнитного поля, так как слабым пара- или диамагнетизмом можно в первом приближении пренебречь и считать, что [c.152]

При значениях магнитного поля ниже определенного критическо- О значения сверхпроводники обладают идеальным диамагнетизмом -магнитное поле не проникает в объем материала (эффект Мейсснера). [c.587]

До достижения величины Н с при Т < сверхпроводник оказывается идеальным диамагнетиком, т.е. магнитное поле выталкивается из образца и магнитная индукция В равна нулю - эффект Мейссне-ра-Оксенфельда. Идеальный диамагнетизм - фундаментальное свойство сверхпроводника. Действительно, если записать закон Ома (3.4) с учетом (3.11) [c.237]

Однако не все сверхпроводники ведут себя в магнитном поле одинаково. В сверхпроводниках 1-го рода наблюдается эффект Мейссне-ра-Оксенфельда, а в сверхпроводниках 2-го рода проявляется неполный диамагнетизм. Для последних магнитное поле лежит между нижним критическим значением Яс1(7) и верхним критическим значением На Т) напряженности. К сверхпроводникам 2-го рода относятся почти все сплавы и интерметаллические соединения, а также ряд переходных металлов (табл. 3.4). [c.238]

Сверхобмен II 296, 297 Сверхпроводимость II 340—369 бесш елевая II 341 (с) вихревые линии II 347—348 длина когерентности II 352 жесткие сверхпроводники II 348 идеальный диамагнетизм II 341 изотопический эффект II 359 (с) и затухание ультразвука II 350, 351 и идеальная проводимость II 345, 352 и инфракрасное поглощение II 350 и поглощение высокочастотного излучения II 349, 350 и триплетное спаривание II 356 (с) квантование потока II 348 (с), 363, 364 концентрация сверхпроводящих электронов II 351 критическая температура II 342, 343 критический ток II 344 [c.409]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...