Це ідеальні Діамагнетик, тобто їх магнітне поле не проникає в надпровідний тіло, а якщо перехід в надпровідний стан стався в магнітному полі, то поле В«виштовхуєтьсяВ» з надпровідника.
Фізична природа надпровідності була зрозуміла в 1957 на основі теорії (Ландау) надплинності гелію.
Надпровідність це макроскопічний ефект. Між електронами металу крім кулонівського відштовхування, достатньою мірою ослаблене екрануючим дією позитивних іонів решітки, в результаті електрон-фотонного взаємодії (взаємодії електронів з коливаннями решітки) виникає слабке взаємне тяжіння і за певних умов може переважати над відштовхуванням. У результаті електрони провідності, притягаючи, утворюють своєрідне пов'язане стан, зване куперовской парою. В«РозміриВ» пари багато більше (приблизно на чотири порядки) середнього міжатомної відстані, тобто між електронами, В«пов'язанимиВ» в пару, знаходиться багато В«звичайнихВ» електронів.
Щоб зруйнувати цю пару (відірвати одні з її електронів) треба затратити енергію, яка піде на подолання сил тяжіння електронної пари. Така енергія може бути в принципі отримана в результаті взаємодії з фотонами. Однак пари чинять опір свого руйнування. Це пояснюється тим, що існує не одна пара, а цілий ансамбль взаємодіючих один з одним куперовских пар. p align="justify"> Електрони, що входять до куперовской пару, мають протилежні спини., тому спін такої пари дорівнює нулю і вона являє собою Бозон .
До бозонам принцип Паулі непридатний, і число бозе-частинок, що знаходяться в одному стані, не обмежена.
Тому при наднизьких Т В° бозони скупчуються в основному стані, з якого їх досить важко перевести в порушену.
Система бозе-частинок кулонівських пар, володіючи стійкістю щодо можливості відриву електрона, може дією зовнішнього електричного поля рухатися без опору з боку провідника, що і призводить до надпровідності.
надпровідні кабелі. Сигнали електрозв'язку, що розподіляються по кабелях зв'язку, сильно послаблюються за амплітудою (загасають), за рахунок втрати енергії в струмоведучих проводах і діелектрику.
Для зменшення втрат були створені надпровідні кабелі за рахунок явища надпровідності. При температурі -273 В° С (якщо охолодити кабель), то його опір буде мізерно мало, а значить буде мінімум втрат. Використовують матеріали (алюміній, олово, ніобій, свинець, тантал). У міді - надпровідності не спостерігається. p align="justify"> На низьких частотах опір мало, але з підвищенням частоти (до 1 ГГц) опір надпровідників зростає.
По конструкції надпровідні кабелі виконують коаксіальними. Внутрішній провідник роблять з ніобію, зовнішній зі свинцю, а ізоляція - з фторопласту. Кабель поміщають у трубопровід з нержавіючої сталі з теплоізоляційним покриттям. По трубопроводу прокачують холодоагент - рідкий і газоподібний азот, водень або гелій, що створює потрібну низьку температуру. Для забезпечення прокачування холодоагенту і низької температури через кожні 10 - 20 км надпровідного кабелю встановлюються криогенні станції. Створюються комбіновані кабелі для передачі електропередачі та електрозв'язку. p align="justify"> Переваги надпровідних кабелів:
- через кабель не проникають електромагнітні поля, що дуже важливо з точки зору захисту лінії від зовнішніх перешкод;
- загасання менше в 10 3 разів порівняно зі звичайним кабелем на частоті 1 кГц і в 10 6 раз при 1 Мгц і в 10 4 раз при 1 ГГц, що дозволяє організувати зв'язок на великі відстані без проміжного посилення.
Недоліки:
через 10 -20 км необхідно розміщувати криогенні станції, вартість їх висока.
Ефект Джозефсона (англієць, 1963). Передбачив ефект перебігу надпровідного струму крізь тонкий шар діелектрика (плівка оксиду металу товщиною? 1нм) розділяє два надпровідника (контакт Джозефсона). Якщо струм через цей контакт не перевищує деяке критичне значення, то падіння напруги на ньому немає (стаціонарний ефект), якщо перевищує - виникає падіння напруги і контакт випромінює електромагнітні хвилі (нестаціонарний ефект). Частота випромінювання пов'язана з U на контакті ? = 2 еu/h.
Виникнення випромінювання пояснюється тим, що куперовские пари, проходячи крізь контакт, набувають щ...
