Для одномерной модели проводника

10 20 30

Hg-ртуть

Сверхпроводимость.

ТЕМА 6

R

Pt-платина

Tº,K

Методика: В кольце, выполненным из такого материала, возбуждают ток, затем измеряют магнитное поле этого тока. В нормальных метолах ток исчезает через 10^-9с, а в сверхпроводнике ток может циркулировать в течение времени, измеряемого годами.

Теория Бардина-Купера-Шрэйферр (теория БКШ)сумела объяснить все главные особенности сверхпроводимости. Сущность теории: сверхпроводимость вызывается электронно-решоточным взаимодействием, сверхпр-ие электроны соединены в пары. Суть можно понять с помощью качественной модели Литла. На рисунке кривая зависимость энергии от импульса для 7 ми эл-ов п/п, в котором есть дискретные энергетические уровн, которые отстоят друг от друга на некотором расстоянии.

энерг.

имп.

Полный импульс равен нулю. Все электроны находятся на своих низких энергетических уровнях. В отсутствии электр. поля ток от электронов, которые движутся направо, полностью компенсируются током от электронов, которые движутся налево. Общий ток равен нулю. Если приложить электр. поле, то все электроны приобретают некоторый дополнительный импульс, что эквивалентно смещению общего распределения в направлении электрического поля.

Результирующий импульс справа отличен от нуля. Столкновение с колеб-ся решеткой, с атомами примеси → более быстрые электроны станут переходить в более сост-ие электроны в сверхпроводнике становятся энергетически выгодным н-ти себе компаньона, т.е. электронв объединяются в пары, формируется новая частица – сверхпроводящий электрон (куперовская пара). Полный импульс такой пары равен нулю. Все пары находятся в наименьших энергетических уровнях.

-V 0 V

Две частицы купер. пары движутся со скоростями –v и v, так что скорость центра масс равна нулю. Существует соотношение де Бройля: -длина волны движения частицы (электрона).

Длина волны такой частицы бесконечно велика, это справедливо для сверхпроводников.

Все сверхпроводящие электроны ведут себя одинаково. Не работает принцип Пауля. Есть большое число частиц идентичных (связанные электроны) в бесконечно большой длинной волны.

Возникает квантовое явление на микроскопическом уровне. Внешнее эл. поле будет перемещать электроны, результирующий импульс справа отличен от результирующего импульса слева. Если поле убрать, то ничего не изменится, переход на более низкий уровень невозможен. Все электроны связанны по парам, электрон не может оторваться и перейти на свободный уровень. Асимметрия распределения будет сохраняться сколь угодно долго, ток будет течь сверхобразце долго (на эксперименте три года). Причиной того, что существует сверхпроводимость, является то, что электроны связываются в куперовские пары, возникает частица с бесконечной длиной волны, ее результирующий импульс равен нулю, нет перехода с более низкого на более высокий уровни.

Рассмотрим эффекты.

Дата добавления: 2014-01-06