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超导物理学讲座
首先，环孔内的磁通量不变性。
取环体内一条闭合回路C，并设C足够深入到环体内， 使C上的超导电流Js=0。由Jn ＝E，在C上有E=0。 把电磁感应定律应用于回路C上，有
d E dl 0 c dt
其中 φ为通过 C 内部的磁通量，也就是通过环孔的通 量（严格地说，应包括通过环面薄层内的部分）。
Josephson
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5、超导体的宏观量子化现象 超导体中的冻结磁通是量子化的，
L n 0
其中磁通量子
n = 0,1,2,3,…
0 2.07 10 15Wb 2e
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超导体内的磁通量子化
B
设当 T>Tc 时 , 把一个处于正 常态的超导环放置于外磁场 中。降低温度使T<Tc，该环 转变为超导态，然后撤去外 磁场。结果是通过环孔的磁 通量仍然被保持着，同时在 超导环面薄层内诱导出超导 电流，它维持着通过环孔的 磁通量。若无其他扰动，超 导电流与通过环孔的磁通量 将长期存在着。
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新的突破－高温超导
1987 年 2 月，美国华裔科 学家朱经武和中国科学家赵忠 贤相继在YBa2Cu3O7系材料上把 超导临界温度提高到 90K 以上， 成功地突破了液氮温区 （77K）。 自此，掀起了全球性的高 温超导研究热潮。
朱经武
赵忠贤
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新的突破－高温超导
区分： 液氦温区的金属合金化合物超导体称 为传统超导体。 氧化物超导体称为高温超导体。
3、超导态的临界参数
4、约瑟夫森效应
5、超导体的宏观量子化现象
6、超导体的分类
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1、零电阻效应 将超导体冷却到 临界温度（ TC ）以 下时电阻突然降为 零的现象称为超导 体的零电阻现象。 不同超导体临界温 度各不相同。
超导物理学基础
超导物理学基础超导物理学是研究超导现象及其应用的领域，是固态物理学中一个重要的分支。
本文将介绍超导物理学的基础知识，包括超导现象的起源，超导材料的分类，超导性质的基本特征，以及超导技术的应用。
1. 超导现象的起源超导现象最早于1911年由荷兰物理学家海克·卡末林发现。
当金属被冷却到某个临界温度以下时，其电阻突然变为零，这一现象被称为超导现象。
卡末林还发现，超导体在超导状态下可以产生强磁场，即所谓的"迈森效应"。
进一步研究表明，超导现象与电子在晶格中的相互作用密切相关。
2. 超导材料的分类超导材料根据其临界温度可分为低温超导体和高温超导体。
低温超导体是指临界温度较低（如液氮温度以下）的材料，如铅、铝等金属。
高温超导体是指临界温度较高（如液氧温度以上）的材料，如铜氧化物、铁基超导体等。
高温超导材料的发现在超导物理学领域引起了巨大的轰动，也为超导技术的应用提供了更多的可能性。
3. 超导性质的基本特征超导体具有三个基本特征：零电阻、迈森效应和完全排斥磁场。
零电阻是超导体最显著的性质之一，超导体在超导状态下的电阻为零，电流可以无阻碍地通过超导体。
这个性质使得超导体在电能输送方面具有巨大的应用潜力，如超导电缆和超导磁体等。
迈森效应是指超导体在超导状态下产生的强磁场。
当超导体被置于外部磁场中，超导体内部将出现等效的反向磁场，使得两个磁场相互抵消，从而导致超导体内磁场为零。
这一效应在磁共振成像等领域有着广泛的应用。
完全排斥磁场是超导性质的又一个重要特点。
当超导体被置于外部磁场中时，磁场会被完全排斥，只有在超过一定磁场强度时，超导体才会逐渐恢复正常状态。
这一特性有助于超导体的磁浮和磁悬浮等应用。
4. 超导技术的应用超导技术在各个领域都有着广泛的应用。
其中，超导磁体是最为常见和重要的应用之一。
超导磁体的强大磁场可以被用于核磁共振成像、粒子加速器、磁控核聚变等领域。
同时，超导磁体也可以用于制冷技术，如超导电磁铁和超导电缆等。
超导材料介绍.正式版PPT文档
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两类超导体
第一类（I型）超导体
H
它们具有完全的迈斯纳效应（完
全的抗磁性）。如果外部磁场过 强，就会破坏超导体的超导性能。 Hc
正常态
这类超导体只有两个态，即低温 超导态和正常态。主要是金属超
超导态
导体。
0
Tc
T
第二类（II型）超导体
主要是合金和陶瓷超导体。它存在有两个确定的临界磁 场，即下临界场Hc1和上临界场Hc2。允许磁场通过。
Superconductivity survives 用于德国常导磁悬浮列车系列.
因为这个家族的分子式中金属元素的个数分别为1，2和3，所以人们把这三种家族称为123超导体家族。
物体是否为超导体的实验判据 四、超 导 材 料的应用
up to the
镧、钇、铋、铊等系列氧化物陶瓷及一些长链或环状结构的有机物 外磁场在试样表面产生感应电流（b）。 2223相（Tl2Ba2Ca2Cu3O10）的超导转变温度为125K。
1908年成功地液化了氦气，1911年发现了
某些金属在液氦温度下电阻突然消失，即
昂内斯(中间白衣者)在他
“超导电性”现象，于 1913年获诺贝尔奖。
所创立的低温实验室内
氧 氮 氮 Hg In Sn Pb
90.2K 77.3K 4.2/1.7K 4.15K 3.4K 3.7K 7.2K
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1957年巴丁、库珀和施里弗合作创建了超导微观理论 (BCS)，于1972年获诺贝尔奖。这一理论能对超导电性 作出正确的解释，并极大地促进了超导电性和超导磁体 的研究与应用。
弱连接超导体：S-I-S
超导隧道结（约瑟夫森结）示意图 两超导体中间的绝缘（真空，正 常）层也能让超导电流通过的现 象叫超导隧道效应。
超导介绍及应用ppt课件
图8 超导量子干涉仪
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失 超
Ic(V) I
时所输送的电流。
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三、超导体的物理特性
(1)零电阻现象(Zero Resistance)
(a) T>Tc在超导环上加磁场 (b) T<Tc圆环转变为超导态
(c) 突然撤去外电场，超导环中产生持续电流 课件部分内容来源于网络，如有异
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目
录
• 一、超导现象的发现 • 二、三个重要的物理参数 • 三、超导体的物理特性 • 四、超导的微观机制(BCS理论) • 五、超导技术的应用 • 六、高温超导体的发现 • 七、超导材料 • 八、结束语
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正常态
Hc(0)
超导态
有经验公式：
Hc(T)=Hc(0)(1-T
2 2 /Tc )
Tc
T
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临界电流
V 超导体无阻载流的能力 也是有限的，当通过超导体 中的电流达到某一特定值时， 又会重新出现电阻，使其产 生这一相变的电流称为临界 电流，记为Ic。目前，常用 电场描述Ic(V) ，即当每厘米 样品长度上出现电压为1V
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（2）超导技术在交通运输方面的应用
高温超导磁悬浮实验 车“世纪号”
日本超导磁悬浮列车 MAGLEV
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超导物理基础1
2
cs
T
s T
3TCt3
2
1 t1
(T ) 1 t 4 nS (T ) nS (0)(1 t 4 )
sn
ss
T
TC
T TC
3
求临界磁场HC
3
sn
ss
T
TC
T TC
sn
ss
0HC
(T ) nS (T )
n
T TC 时，ns= 0，对应 = 0； T =0K 时，ns= n，对应 =1； 0 < T < TC 时，0 < ns < n，对应 0 < <1；
基于二流体模型的这三点假设，可以导出自由能，进而 分析超导体的热学特性
3．用序参量的热力学推导
(T ) nS (T )
3、Pippard非局域修正
1953年， Pippard用掺In的Sn合金来研究杂质对穿透深度的影响。
由图可知：
当 l ~ 0时，0随 l 迅速变化； 当 l >> 0 时，0随 l 变化很慢
超导相中的这种有序是其中公有化电子的某种有序所引起的
2、基本假设（3条）
(1) 正常电子(nn)和超导电子(ns)共存于超导态中，则
超导体中总电子数： n ns nn
nn ：正常电子数; ns ：超导电子数, 不受散射
(2) 正常流体受到品格振动或杂质的散射，电阻不为零。
正常电流密度Jn：
t(1 t 2 )
当T~Tc时，t~1
s1 s2
1 t2 2 1t2
s1 1 s2 4
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谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。