超导的量子理论PPT教学课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Anden非费米液体高温超导理论 Schrifer自旋袋理论 Pines等人的近反铁磁费米液体理论 varnln等人的边缘费米液体理论 双极化子超导理论
超导的应用
超导线的载流能力强，比普通导线高出成百上千 倍。
超导磁体发热量小，同时体积和质量也较小，因 此有很大的优势。
超导磁体的完全抗磁性还被应用于磁悬浮列车中， 使列车通过抗磁作用悬浮空中，从而减小阻力增 加运行时速。
BCS理论
20世纪中期，人们认识到了许多重要的超导性质： 零电阻效应 迈斯纳效应 超导态下电子比热的指数规律 7＝T c处超导—正常相变时电子比热跃变 微波吸收“边”效应 同位素效应 正常区与超导区之间的界面能 皮帕尔德非局域效应
建立超导微观理论的时机已经逐渐成熟
库伯对
库伯模型：设想在绝对零度下把两个额外的电子 加到金属中，假定金属小原有的电子在动量空间 中的费米球并未因这两个额外电子的引入而发生 变化，它们只是形成厂安稳的“费米海”背景， 并通过泡利原理对这两个电子起作用．于是这两 个 电子只能去占据A＞AF的那些态；这样．库珀就 把多体问题化为二体问题了设在这两个额外电子 之间存在着吸引作用，再根据电子服从费米统计 建立双电子波函数，并由量子力学波动方程求解 其能谱
电阻现象。 完全抗磁性 给处于超导态的某一物质加一磁场，磁力线无法穿
透样品，而保持超导体内的磁通为零的特性，我 们称之为完全抗磁性，也就是所谓的麦斯纳效应。
超导发展史
九十多年来，超导的科技发展分为三个阶段： 第一个阶段（1911-1957），BCS理论的问
世 第二个阶段（1958-1985），开展超导技术
介绍的主要内容
一、低温超导理论，指1986年前发现高温铜氧化 物超导体以前所发展的常规超导理论。包括： 1950午的京汝堡—朗道理论 1952年的阿布里何索夫理论 1957年的BCS理论 1958年的戈尔柯夫理论 1968年的麦克米兰理论
二、高温超导理论 Ander肋n的空穴子(L010n)和自旋子(sptMn)理论 Schrieffer的自旋袋(响n b，B)机制 邻近反铁磁的超导理论 varma的“边缘”费米液体理论等
1946年，化学家奥格曾提出用电子对解释超导零 电阻现象，称为奥格对。
1947年，海森堡根据电子间的库仑相互作用提出 了自己的超导理论，于1，948年为波恩和我国的程 开甲先生予以发展。
1948年，伦敦指出，平均动量的长程有序应是超 导理论的基本性质之一，而且应是一种平均动量 的凝聚。BCS用库伯对证明这一点。
竹 竹鸟图
山寺松泉
教学目标
了解回忆性叙事文的主要 特点
初步学会按照内容划分文 章的段落层次概括中心
感受作者对老师的真切感 情
检测预习
呵斥 敷衍 懊丧 蕴寓 癖好 临摹 寥寥 揶揄 悚然 悼念 伫立 鞭策
灵柩
疾言厉色
络绎不绝 语重心长
娓娓动听 茅塞顿开
促膝长谈 一瓣心香
初步感知
茅塞顿开 精益求精
炫耀诗才 先生批评
劝戒警勉 育我成人
淡淡地笑道 警勉而略带揶揄
惶恐不安 发人深省 鞭策至今
五件小事是从课内写到课外， 表现钱先生在课内对学生— ———，在课外对学生—— ——。
教学目标
了解回忆性文章的特点 体会先生爱生之心、作者
敬师之情 初步学习细致观察的作用
以及实际应用
BCS超导电性理论的基本假设
超导电性的基本特征是由库伯二体关联(对 关联)所引起的，而取总动员为零及单一态 自旋波函数的对来处理这种二体关联．这 是很自然的，因为既然使两个电于进入库 珀对态可以降低系统的能量，那么在Fermi 面附近的金属中的电子都可能参与这种二 体关联过程，直到达到一种新的平衡相。 超导相与正常相能星之差，就来源于哈密 顿量中只对二体关联态有贡献的那些项．
上
T>0的BCS理论
以上就是BCS理论具体推导过程，由于公 式很复杂，我们只能照搬下来，请原谅 ！
此外，低温超导理论还有强耦合超导理论， 阿布里科索夫理论，戈尔科夫超导理论， 由于时间有限，我们就不一一介绍！
高温超导理论
到现在，高温超导机制还不完善，现有的 高温超导理论包括：
超导的量子理论
超导介绍
1911年，Kamerlingh Onnes 发现低温超 导体。从此人们对超导理论和超导技术展 开了深入广泛的研究
超导材料专家马梯阿斯曾说：“如果在常 温下，例如在300度左右实现超导现象，将 使现代文明的一切技术发生变化。”
超导性质
完全导电性 超导体在临界温度和临界磁场下，直流电阻呈现零
（轻轻地）抚摸 （温和地）问 （语重心长地）说
惭愧 后悔 懊丧 从此不敢怠慢
夜幕降临 促膝长谈
学识渊博 寄教于乐
上下五千年 纵横九万里 娓娓动听
络绎不绝 新奇愉快
熟谙癖好 给予培养
激发兴趣 因材施教
熟谙学生 奉献珍藏
迷上了画画 爱上了文艺
先生评画 终生受益
见识独到 修养深厚
看 沉思 寥寥数语 一针见血
库伯对的扩广
在库伯问题中，于Fermi海之外只有两个相互有净 吸引的电子，由此库伯指出，正常金属Fermi海将 表现不稳定性，并预期这种不稳定性和超导相的 形成有关。然而，金属中参与相变的电子数日是 大量的，所以：一个步骤就是要把库珀简单结果 推广到多电子系统．巴丁、库伯、施瑞弗 (J.Bardeen，L.N.cooper， J .R .Schriffer)共同完 成这—工作，他们的理论称为BCS 理论.
拓展阅读 《父亲的爱》
概括说明本文写了有 关爹的哪几件事
通过这些具体的事例， 说明父亲的爱具有怎 样的特点
Leabharlann Baidu
第二课时
教学目标
了解回忆性文章的特点 初步学习细致观察的作用
以及实际应用 体会先生爱生之心、作者
敬师之情
回忆性叙事文的特点
选择典型事例 挖掘重点词语 体悟真挚情感
作文马虎 找我谈话
寄 夜幕降临 促膝长谈
园 读
熟谙癖好 给予培养
书 先生评画 终生受益
炫耀诗才 先生批评
作文马虎 找我谈话
严格要求 教育有方
应用的准备阶段 第三个阶段（1986年以来），超导技术开
发阶段
高温超导
1986年发现转变温度高于30K的超导材料 （La-Ba-Cu-O），人类进入第三阶段。
在这个阶段人们对超导机制的认识和理论 上的进步相伴而生。但对新材料高温超导 机制问题仍众说纷纭，其超导理论仍未解 决
超导领域的理论发展
总之，超导材料在变压器、空间技术、受控热核 反应以及计算机方面等很多方面都能起到重大的 作用，可见超导技术有着广阔的发展和应用空间。
超导的机制还不十分完善，是 一门很有前途的研究课题 ，需要我 们继续探索。
第一课时
谢稚柳几乎是一位全 能的艺术家，他精通 书画鉴定、美术理论、 绘画、书法、诗词等 各个艺术领域。就以 绘画而论，山水、花 鸟、人物、鞍马，他 无所不能，且均有独 到的艺术成就，可谓 博大精深。
这是一篇回忆性的记叙
文
研
事情发生的地点在寄园
读
“情”是文章的中心内
课
深容入感知
题
关于“寄园” 为何难忘 是怎样的一种感情
我在童年和少年时代曾
在寄园求学，得到钱名 山先生的教诲，令我终 生难忘，迄今对他充满 感恩和怀念
作文马虎 找我谈话
寄 夜幕降临 促膝长谈 园 欣赏书画 读 书 先生评画
炫耀诗才 先生批评
超导的应用
超导线的载流能力强，比普通导线高出成百上千 倍。
超导磁体发热量小，同时体积和质量也较小，因 此有很大的优势。
超导磁体的完全抗磁性还被应用于磁悬浮列车中， 使列车通过抗磁作用悬浮空中，从而减小阻力增 加运行时速。
BCS理论
20世纪中期，人们认识到了许多重要的超导性质： 零电阻效应 迈斯纳效应 超导态下电子比热的指数规律 7＝T c处超导—正常相变时电子比热跃变 微波吸收“边”效应 同位素效应 正常区与超导区之间的界面能 皮帕尔德非局域效应
建立超导微观理论的时机已经逐渐成熟
库伯对
库伯模型：设想在绝对零度下把两个额外的电子 加到金属中，假定金属小原有的电子在动量空间 中的费米球并未因这两个额外电子的引入而发生 变化，它们只是形成厂安稳的“费米海”背景， 并通过泡利原理对这两个电子起作用．于是这两 个 电子只能去占据A＞AF的那些态；这样．库珀就 把多体问题化为二体问题了设在这两个额外电子 之间存在着吸引作用，再根据电子服从费米统计 建立双电子波函数，并由量子力学波动方程求解 其能谱
电阻现象。 完全抗磁性 给处于超导态的某一物质加一磁场，磁力线无法穿
透样品，而保持超导体内的磁通为零的特性，我 们称之为完全抗磁性，也就是所谓的麦斯纳效应。
超导发展史
九十多年来，超导的科技发展分为三个阶段： 第一个阶段（1911-1957），BCS理论的问
世 第二个阶段（1958-1985），开展超导技术
介绍的主要内容
一、低温超导理论，指1986年前发现高温铜氧化 物超导体以前所发展的常规超导理论。包括： 1950午的京汝堡—朗道理论 1952年的阿布里何索夫理论 1957年的BCS理论 1958年的戈尔柯夫理论 1968年的麦克米兰理论
二、高温超导理论 Ander肋n的空穴子(L010n)和自旋子(sptMn)理论 Schrieffer的自旋袋(响n b，B)机制 邻近反铁磁的超导理论 varma的“边缘”费米液体理论等
1946年，化学家奥格曾提出用电子对解释超导零 电阻现象，称为奥格对。
1947年，海森堡根据电子间的库仑相互作用提出 了自己的超导理论，于1，948年为波恩和我国的程 开甲先生予以发展。
1948年，伦敦指出，平均动量的长程有序应是超 导理论的基本性质之一，而且应是一种平均动量 的凝聚。BCS用库伯对证明这一点。
竹 竹鸟图
山寺松泉
教学目标
了解回忆性叙事文的主要 特点
初步学会按照内容划分文 章的段落层次概括中心
感受作者对老师的真切感 情
检测预习
呵斥 敷衍 懊丧 蕴寓 癖好 临摹 寥寥 揶揄 悚然 悼念 伫立 鞭策
灵柩
疾言厉色
络绎不绝 语重心长
娓娓动听 茅塞顿开
促膝长谈 一瓣心香
初步感知
茅塞顿开 精益求精
炫耀诗才 先生批评
劝戒警勉 育我成人
淡淡地笑道 警勉而略带揶揄
惶恐不安 发人深省 鞭策至今
五件小事是从课内写到课外， 表现钱先生在课内对学生— ———，在课外对学生—— ——。
教学目标
了解回忆性文章的特点 体会先生爱生之心、作者
敬师之情 初步学习细致观察的作用
以及实际应用
BCS超导电性理论的基本假设
超导电性的基本特征是由库伯二体关联(对 关联)所引起的，而取总动员为零及单一态 自旋波函数的对来处理这种二体关联．这 是很自然的，因为既然使两个电于进入库 珀对态可以降低系统的能量，那么在Fermi 面附近的金属中的电子都可能参与这种二 体关联过程，直到达到一种新的平衡相。 超导相与正常相能星之差，就来源于哈密 顿量中只对二体关联态有贡献的那些项．
上
T>0的BCS理论
以上就是BCS理论具体推导过程，由于公 式很复杂，我们只能照搬下来，请原谅 ！
此外，低温超导理论还有强耦合超导理论， 阿布里科索夫理论，戈尔科夫超导理论， 由于时间有限，我们就不一一介绍！
高温超导理论
到现在，高温超导机制还不完善，现有的 高温超导理论包括：
超导的量子理论
超导介绍
1911年，Kamerlingh Onnes 发现低温超 导体。从此人们对超导理论和超导技术展 开了深入广泛的研究
超导材料专家马梯阿斯曾说：“如果在常 温下，例如在300度左右实现超导现象，将 使现代文明的一切技术发生变化。”
超导性质
完全导电性 超导体在临界温度和临界磁场下，直流电阻呈现零
（轻轻地）抚摸 （温和地）问 （语重心长地）说
惭愧 后悔 懊丧 从此不敢怠慢
夜幕降临 促膝长谈
学识渊博 寄教于乐
上下五千年 纵横九万里 娓娓动听
络绎不绝 新奇愉快
熟谙癖好 给予培养
激发兴趣 因材施教
熟谙学生 奉献珍藏
迷上了画画 爱上了文艺
先生评画 终生受益
见识独到 修养深厚
看 沉思 寥寥数语 一针见血
库伯对的扩广
在库伯问题中，于Fermi海之外只有两个相互有净 吸引的电子，由此库伯指出，正常金属Fermi海将 表现不稳定性，并预期这种不稳定性和超导相的 形成有关。然而，金属中参与相变的电子数日是 大量的，所以：一个步骤就是要把库珀简单结果 推广到多电子系统．巴丁、库伯、施瑞弗 (J.Bardeen，L.N.cooper， J .R .Schriffer)共同完 成这—工作，他们的理论称为BCS 理论.
拓展阅读 《父亲的爱》
概括说明本文写了有 关爹的哪几件事
通过这些具体的事例， 说明父亲的爱具有怎 样的特点
Leabharlann Baidu
第二课时
教学目标
了解回忆性文章的特点 初步学习细致观察的作用
以及实际应用 体会先生爱生之心、作者
敬师之情
回忆性叙事文的特点
选择典型事例 挖掘重点词语 体悟真挚情感
作文马虎 找我谈话
寄 夜幕降临 促膝长谈
园 读
熟谙癖好 给予培养
书 先生评画 终生受益
炫耀诗才 先生批评
作文马虎 找我谈话
严格要求 教育有方
应用的准备阶段 第三个阶段（1986年以来），超导技术开
发阶段
高温超导
1986年发现转变温度高于30K的超导材料 （La-Ba-Cu-O），人类进入第三阶段。
在这个阶段人们对超导机制的认识和理论 上的进步相伴而生。但对新材料高温超导 机制问题仍众说纷纭，其超导理论仍未解 决
超导领域的理论发展
总之，超导材料在变压器、空间技术、受控热核 反应以及计算机方面等很多方面都能起到重大的 作用，可见超导技术有着广阔的发展和应用空间。
超导的机制还不十分完善，是 一门很有前途的研究课题 ，需要我 们继续探索。
第一课时
谢稚柳几乎是一位全 能的艺术家，他精通 书画鉴定、美术理论、 绘画、书法、诗词等 各个艺术领域。就以 绘画而论，山水、花 鸟、人物、鞍马，他 无所不能，且均有独 到的艺术成就，可谓 博大精深。
这是一篇回忆性的记叙
文
研
事情发生的地点在寄园
读
“情”是文章的中心内
课
深容入感知
题
关于“寄园” 为何难忘 是怎样的一种感情
我在童年和少年时代曾
在寄园求学，得到钱名 山先生的教诲，令我终 生难忘，迄今对他充满 感恩和怀念
作文马虎 找我谈话
寄 夜幕降临 促膝长谈 园 欣赏书画 读 书 先生评画
炫耀诗才 先生批评