NADPRZEWODNICTWO Fizyka Współczesna

Prezentacja na temat: "NADPRZEWODNICTWO Fizyka Współczesna"— Zapis prezentacji:

1 NADPRZEWODNICTWO Fizyka Współczesna
Przygotowali: Krystian Gosztyła i Maciej Dworak Wydział: Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek: Górnictwo i Geologia studia: Stacjonarne; II stopień; Rok I; Grupa I

2 Plan prezentacji: 1. Na początek nieco historii. 2. Jak lewitować... i to bez oporu?. 3. Nadprzewodniki wysokotemperaturowe. 4. Wykorzystanie nadprzewodników.

3 Wiedza dzięki pomiarom!
Experientia mater studiorum est Wiedza dzięki pomiarom! źródło: Heike Kamerlingh-Onnes 1908 r. Skroplenie helu. 1911 r. Nadprzewodnictwo w rtęci. 1913 r. Nagroda Nobla za odkrycie nadprzewodnictwa oraz badania kriogeniczne.

4 Definicja i odkrycie. Nadprzewodnictwo – spadek oporu elektrycznego do zera poniżej charakterystycznej temperatury zwanej temperaturą krytyczną T. Źródło: Ch. Kittel „Wstęp do Fizyki…”, rozdz. 12, rys. 4, str. 365.

5 Kiedy występuje nadprzedwodnictwo?
Krzywe pokazują wyznaczoną doświadczalnie zależność pola krytycznego Hc(T) od temperatury dla kilku przewodników. Próbki są nadprzewodzące poniżej krzywych, w stanie normalnym zaś powyżej nich. Źródło: Ch. Kittel „Wstęp do Fizyki…”, rozdz. 12, rys. 3, str. 365.

6 Nadprzewodnictwo w czystych pierwiastkach.
Źródło: Ch. Kittel „Wstęp do Fizyki…”, rozdz. 12, tabela 1, str. 366.

7 Zjawisko Meissnera-Ochsenfelda.
Źródło: Ch. Kittel „Wstęp do Fizyki…”, rozdz. 12, rys. 2, str. 367. Źródło: /~stygar Efekt Meissnera-Ochsenfelda dla nadprzewodzącej kuli schładzanej w stałym zewnętrznym polu magnetycznym; w momencie przejścia przez temperaturę krytyczną, linie indukcji magnetycznej B zostają wypchnięte z kuli.

8 Magnetyczne właściwości stanu nadprzewodnictwa.
Źródło: Ch. Kittel „Wstęp do Fizyki…”, rozdz. 12, rys. 4, str. 370. Nadprzewodnik I rodzaju – w polach niższych od pola krytycznego Hc jest idealnym diamagnetykiem (efekt Meissnera). Nadprzewodnikami I rodzaju są niektóre czyste metale np.: Al,Hg,Pb.

9 Magnetyczne właściwości stanu nadprzewodnictwa.
Źródło: /~stygar Źródło: Ch. Kittel „Wstęp do Fizyki…”, rozdz. 12, rys. 4, str. 370. Nadprzewodnik II rodzaju – zaliczane są tu niektóre czyste metale (np.: V,Nb), stopy metali (np.: NbTi, Nb3Sn), czy wysokotemperaturowe nadprzewodniki tlenkowo-miedziowe (np.: YBCO).

10 Przerwa energetyczna. Źródło: Ch. Kittel „Wstęp do Fizyki…”, rozdz. 12, rys. 9, str. 375. Absorpcja fotonów przez nadprzewodnik wskazuje na obecność przerwy energetycznej . Przerwa ta nie jest, jak w półprzewodnikach i izolatorach, wynikiem oddziaływania elektronów z siecią krystaliczną, ale jest wynikiem oddziaływania porządkującego elektrony w przestrzeni wektora falowego.

11 Nadprzewodniki wysokotemperaturowe.
źródło: Alex Muller i Georg Bednorz 1986 r. Odkrycie zjawiska nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego zachodzącego w temperaturze 35 K dla ceramicznego związku lantanu, baru, miedzi i tlenu (La1.85Ba.15)CuO4. 1987 r. Otrzymanie nagrody Nobla. Rekord należy do: HgBa.2Ca.2Cu.3Ox (T.c=133 K).

12 Zastosowanie - Elektromagnesy.
Źródło: /~stygar Wysokowydajne elektromagnesy można wykorzystać np.: w diagnostyce medycznej (nowe, dokładniejsze tomografy), w akceleratorach przyspieszających cząstki do ogromnych energii, w transporcie („lewitujące” pociągi).

13 Zastosowanie – Kolej magnetyczna (MAGLEV).
Źródło: /~stygar .

14 Zastosowanie – Kable przesyłowe.
Źródło: /~stygar

15 DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ