Читать реферат по физике: "ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ДЖОЗЕФСОНА" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Одним из важнейших моментов в микроскопической теории сверхпроводимости является объяснение достаточно сильного притяжения между двумя электронами, возникающего при поляризации кристаллической решетки . Два электрона с противоположными спинами и направлениями движения объединяются в пару, называемую куперовской (по имени американского ученого Л. Купера, впервые показавшего, что такие два электрона образуют связанное состояние). Эти пары обладают нулевым суммарным спином и поэтому являются бозе-частицами (то есть частицами, подчиняющимися статистике Бозе-Эйнштейна ). Такие частицы обладают замечательным свойством: если температура ниже критической , они могут скапливаться на самом нижнем энергетическом уровне (в основном состоянии). Чем больше их там соберется, тем труднее какой-либо частице выйти из этого состояния. Для этого необходимо преодолеть энергетический барьер величиной 2 (по на каждый электрон в паре). Все частицы при этом описываются единой волновой функцией или, другими словами, когерентны. Характерное расстояние между двумя электронами в куперовской паре, называемое длиной когерентности , различно для разных сверхпроводников и может принимать значения 10 -7 -10 -5 љсм. Сверхпроводимостью называют макроскопическое квантовое явление. При понижении температуры многие металлы и сплавы переходят в сверхпроводящее состояние. Такой переход происходит при вполне определенной для каждого материала температуре, называемой критической. Сверхпроводимость характеризуется идеальной электропроводностью (сопротивление электрическому току равно нулю, если плотность тока меньше некоторой критической величины ) и идеальным диамагнетизмом (индукция магнитного поля внутри сверхпроводника равна нулю, если ее значение снаружи меньше критического). Если электрическое сопротивление равно нулю, то возбужденный в сверхпроводящем кольце ток будет существовать бесконечно долго. Электрический ток в этом случае напоминает ток, создаваемый электроном на орбите в атоме Бора: это как бы очень большая боровская орбита . Незатухающий ток и создаваемое им магнитное поле не могут иметь произвольную величину, они квантуются так, что магнитный поток , пронизывающий кольцо, принимает значения, кратные элементарному кванту потока

Вб ( h - постоянная Планка)   Незатухающий ток и создаваемое им магнитное поле не могут иметь произвольную величину, они квантуются так, что магнитный поток, пронизывающий кольцо, принимает значения, кратные элементарному кванту потока Вб ( h - постоянная Планка)

  В отличие от электронов в атомах и других микрочастиц, поведение которых описывается квантовой теорией, сверхпроводимость - макроскопическое квантовое явление. Действительно, длина сверхпроводящей проволоки, по которой течет незатухающий ток, может достигать многих метров и даже километров. При этом носители тока в ней описываются единой волновой функцией . Это не единственное макроскопическое квантовое явление. Другим примером может служить сверхтекучесть в жидком гелии или в веществе нейтронных звезд

  В появившейся статье 1962 года,   никому до того неизвестного автора Б. Джозефсона , теоретически предсказывалось существование двух удивительных эффектов: стационарного и

Похожие работы