Supravadītājs
Supravadītājs ir viela, kas bez pretestības vada elektrību, kad tā kļūst aukstāka par "kritisko temperatūru". Šajā temperatūrā elektroni var brīvi pārvietoties caur materiālu. Supravadītāji atšķiras no parastiem vadītājiem, pat ļoti labiem. Parastie vadītāji, kļūstot aukstāki, lēnām zaudē pretestību. Turpretī supravadītāji savu pretestību zaudē uzreiz. Tas ir fāžu pārejas piemērs. Augsti magnētiskie lauki iznīcina supravadītspēju un atjauno normālu vadītspējas stāvokli.
Parasti magnēts, kas pārvietojas gar vadītāju, ar elektromagnētiskās indukcijas palīdzību rada strāvu vadītājā. Taču supravadītājs faktiski pilnībā izspiež magnētiskos laukus, inducējot virsmas strāvas. Tā vietā, lai ļautu magnētiskajam laukam iet cauri, supravadītājs darbojas kā pretēji vērsts magnēts, kas atgrūž īsto magnētu. To sauc par Meissnera efektu, un to var demonstrēt, levitējot supravadītāju virs magnētiem vai otrādi.
Magnēts, kas levitē virs augstas temperatūras supravadītāja, kas dzesēts ar šķidro slāpekli. Uz supravadītāja virsmas plūst pastāvīga elektriskā strāva. Tas izslēdz magnēta magnēta magnētisko lauku (Faradeja indukcijas likums). Faktiski strāva veido elektromagnētu, kas atgrūž magnētu.
Supravadītāju vēsture
| 1911 | supravadītspēja, ko atklāja Heike Kamerlinga Onnesa. |
| 1933 | Valtera Meisnera un Roberta Ošenfelda atklātais Meissnera efekts. |
| 1957 | Džona Bardīna, Leona Kūpera un Džona Šrīfera teorētiskais skaidrojums supravadītspējai (BCS teorija). |
| 1962 | prognozēta supravadošo Kūpera pāru tuneļošana caur izolācijas barjeru. |
| 1986 | Alekss Millers un Georgs Bednorcs atklāja keramikas supravadītāju. Keramika parasti ir izolatori. Lantāna, bārija, vara un skābekļa savienojums, kura kritiskā temperatūra ir 30 K. Atklāja jaunu supravadītāju iespējas. |
Pieteikumi
- Supravadoša kvantu interferences ierīce (SQUID)
- Daļiņu paātrinātāji
- Mazo daļiņu paātrinātāji veselībā
- Levitējoši vilcieni
- Kodolsintēze
- MRI skeneris
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir supravadītājs?
A: Supravadītājs ir viela, kas vada elektrību bez pretestības, kad tā kļūst aukstāka par "kritisko temperatūru". Šajā temperatūrā elektroni var brīvi pārvietoties pa materiālu.
J: Ar ko supravadītājs atšķiras no parasta vadītāja?
A: Parastie vadītāji, kļūstot aukstāki, lēnām zaudē pretestību (kļūst vadošāki). Turpretī supravadītāji savu pretestību zaudē uzreiz. Tas ir fāžu pārejas piemērs.
J: Kādi ir daži supravadītāju piemēri?
A: Daži supravadītāju piemēri ir metāli dzīvsudrabs un svins, keramika un organiskās oglekļa nanocaurules.
J: Kā magnēts, kas pārvietojas gar vadītāju, ietekmē to?
A: Parasti magnēts, kas pārvietojas gar vadītāju, ar elektromagnētiskās indukcijas palīdzību rada strāvu vadītājā. Bet supravadītājs faktiski pilnībā izspiež magnētiskos laukus, inducējot virszemes strāvas.
J: Kas ir Meissnera efekts?
A: Meissnera efekts ir tad, ja tā vietā, lai ļautu magnētiskajam laukam izplūst cauri, supravadītājs darbojas kā pretēji vērsts magnēts, kas atgrūž īsto magnētu. To var demonstrēt, levitējot supravadītāju virs magnētiem vai otrādi.
Vai liels magnētiskais lauks iznīcina vai pastiprina supravadītspēju?
A: Augsts magnētiskais lauks iznīcina supravadītspēju un atjauno normālu vadītspējas stāvokli.
