邁斯納效應(yīng)，邁斯納效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么

來源：整理時(shí)間：2024-10-09 13:04:31 編輯：智能門戶手機(jī)版

1，邁斯納效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么

當(dāng)超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，在磁場(chǎng)作用下，表面產(chǎn)生一個(gè)無損耗感應(yīng)電流。這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)恰恰與外加磁場(chǎng)大小相等、方向相反，因而總合成磁場(chǎng)為零。

超導(dǎo)態(tài)時(shí)，的磁場(chǎng)作用

邁斯納效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么

2，邁斯納效應(yīng)的介紹

邁斯納效應(yīng)的介紹

3，什么是麥斯納效應(yīng)

當(dāng)金屬處在超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，這一超導(dǎo)體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，即能把原來存在于體內(nèi)的磁場(chǎng)排擠出去。他們對(duì)圍繞球形導(dǎo)體（單晶錫）的磁場(chǎng)分布進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果驚奇地發(fā)現(xiàn)：錫球過渡到超導(dǎo)態(tài)時(shí)，錫球周圍的磁場(chǎng)都突然發(fā)生了變化，磁力線似乎一下子被排斥到超導(dǎo)體之外去了。于是，人們將這種當(dāng)金屬變成超導(dǎo)體時(shí)磁力線自動(dòng)排出金屬體之外，而超導(dǎo)體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的現(xiàn)象，稱為“邁斯納效應(yīng)”。

什么是麥斯納效應(yīng)

4，邁斯納效應(yīng)的作用

邁斯納效應(yīng)和零電阻現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)上判定一個(gè)材料是否為超導(dǎo)體的兩大要素。邁斯納效應(yīng)指明了超導(dǎo)態(tài)是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，與如何進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)的途徑無關(guān)，超導(dǎo)態(tài)的零電阻現(xiàn)象和邁斯納效應(yīng)是超導(dǎo)態(tài)的兩個(gè)相互獨(dú)立，又相互聯(lián)系的基本屬性。單純的零電阻并不能保證邁斯納效應(yīng)的存在，但零電阻效應(yīng)又是邁斯納效應(yīng)的必要條件。因此，衡量一種材料是否是超導(dǎo)體，必須看是否同時(shí)具備零電阻和邁斯納效應(yīng)。另外，科學(xué)家根據(jù)“邁斯納效應(yīng)”的原理，應(yīng)用于超導(dǎo)列車和超導(dǎo)船。

5，邁斯納效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)

后來人們還做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在一個(gè)淺平的錫盤中，放入一個(gè)體積很小磁性很強(qiáng)的永久磁鐵，然后把溫度降低，使錫出現(xiàn)超導(dǎo)性。這時(shí)可以看到，小磁鐵竟然離開錫盤表面，飄然升起，與錫盤保持一定距離后，便懸空不動(dòng)了。這是由于超導(dǎo)體的完全抗磁性，使小磁鐵的磁力線無法穿透超導(dǎo)體，磁場(chǎng)發(fā)生畸變，便產(chǎn)生了一個(gè)向上的浮力。進(jìn)一步的研究表明：處于超導(dǎo)態(tài)的物體，外加磁場(chǎng)之所以無法穿透它的內(nèi)部，是因?yàn)樵诔瑢?dǎo)體的表面感生一個(gè)無損耗的抗磁超導(dǎo)電流，這一電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，恰巧抵消了超導(dǎo)體內(nèi)部的磁場(chǎng)。這一發(fā)現(xiàn)非常有意義，在此之后，人們用邁斯納效應(yīng)來判別物質(zhì)是否具有超導(dǎo)性。

6，什么是邁斯納效應(yīng)

發(fā)現(xiàn) [編輯本段] 　　1933年德國物理學(xué)家邁斯納（W.Meissner）和奧森菲爾德（R.Ochsebfekd）對(duì)錫單晶球超導(dǎo)體做磁場(chǎng)分布測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)，在小磁場(chǎng)中把金屬冷卻進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)時(shí)，體內(nèi)的磁力線一下被排出，磁力線不能穿過它的體內(nèi)，也就是說超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，體內(nèi)的磁場(chǎng)恒等于零。　　超導(dǎo)體一旦進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)，體內(nèi)的磁通量將全部被排出體外，磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為零，且不論對(duì)導(dǎo)體是先降溫后加磁場(chǎng)，還是先加磁場(chǎng)后降溫，只要進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)，超導(dǎo)體就把全部磁通量排出體外。　　此外，超導(dǎo)體還是完全的抗磁體，外加磁場(chǎng)無法進(jìn)入或（嚴(yán)格說是）大范圍地存在于超導(dǎo)體內(nèi)部，這是超導(dǎo)體的另一個(gè)基本特性。原理 [編輯本段] 　　產(chǎn)生邁斯納效應(yīng)的原因是：當(dāng)超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，在磁場(chǎng)作用下，表面產(chǎn)生一個(gè)無損耗感應(yīng)電流。這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)恰恰與外加磁場(chǎng)大小相等、方向相反，因而總合成磁場(chǎng)為零。換句話說，這個(gè)無損耗感應(yīng)電流對(duì)外加磁場(chǎng)起著屏蔽作用，因此稱它為抗磁性屏蔽電流。　　超導(dǎo)體不是電阻無限小的理想導(dǎo)體。　　因?yàn)閷?duì)于電阻率ρ無限小的理想導(dǎo)體，根據(jù)J＝σＥ＝Ｅ／ρ，當(dāng)ρ為０時(shí)，Ｅ必須為０才能使Ｊ保持有限。這就是說對(duì)理想導(dǎo)體在沒有電場(chǎng)Ｅ的條件下仍可以維持穩(wěn)恒的電流密度。實(shí)驗(yàn) [編輯本段] 　　后來人們還做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在一個(gè)淺平的錫盤中，放入一個(gè)體積很小磁性很強(qiáng)的永久磁鐵，然后把溫度降低，使錫出現(xiàn)超導(dǎo)性。這時(shí)可以看到，小磁鐵竟然離開錫盤表面，飄然升起，與錫盤保持一定距離后，便懸空不動(dòng)了。這是由于超導(dǎo)體的完全抗磁性，使小磁鐵的磁力線無法穿透超導(dǎo)體，磁場(chǎng)發(fā)生畸變，便產(chǎn)生了一個(gè)向上的浮力。　　進(jìn)一步的研究表明：處于超導(dǎo)態(tài)的物體，外加磁場(chǎng)之所以無法穿透它的內(nèi)部，是因?yàn)樵诔瑢?dǎo)體的表面感生一個(gè)無損耗的抗磁超導(dǎo)電流，這一電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，恰巧抵消了超導(dǎo)體內(nèi)部的磁場(chǎng)。這一發(fā)現(xiàn)非常有意義，在此之后，人們用邁斯納效應(yīng)來判別物質(zhì)是否具有超導(dǎo)性。作用 [編輯本段] 　　邁斯納效應(yīng)和零電阻現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)上判定一個(gè)材料是否為超導(dǎo)體的兩大要素。　　邁斯納效應(yīng)指明了超導(dǎo)態(tài)是一個(gè)熱力學(xué)平衡狀態(tài)，與如何進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)的途徑無關(guān)，超導(dǎo)態(tài)的零電阻現(xiàn)象和邁斯納效應(yīng)是超導(dǎo)態(tài)的兩個(gè)相互獨(dú)立，又相互聯(lián)系的基本屬性。單純的零電阻并不能保證邁斯納效應(yīng)的存在，但零電阻效應(yīng)又是邁斯納效應(yīng)的必要條件。因此，衡量一種材料是否是超導(dǎo)體，必須看是否同時(shí)具備零電阻和邁斯納效應(yīng)。

當(dāng)金屬處在超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，這一超導(dǎo)體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，即能把原來存在于體內(nèi)的磁場(chǎng)排擠出去。 1933年，荷蘭的邁斯納和奧森菲爾德發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的一個(gè)重要性質(zhì)：金屬處在超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，即能把原來存在于體內(nèi)的磁場(chǎng)排擠出去.他們對(duì)圍繞球形導(dǎo)體單晶錫的磁場(chǎng)分布進(jìn)行了實(shí)測(cè)，驚奇地發(fā)現(xiàn)：錫球過渡到超導(dǎo)態(tài)，錫球周圍的磁場(chǎng)都突然發(fā)生變化，磁力線似乎一下子被排斥到超導(dǎo)體之外。這種當(dāng)金屬變成超導(dǎo)體時(shí)磁力線自動(dòng)排出金屬體外，超導(dǎo)體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的現(xiàn)象，稱為邁斯納效應(yīng)。后來人們還做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在一個(gè)淺平的錫盤中，放入一個(gè)體積很小磁性很強(qiáng)的永久磁鐵，然后把溫度降低，使錫出現(xiàn)超導(dǎo)性。這時(shí)可以看到，小磁鐵竟然離開錫盤表面，飄然升起，與錫盤保持一定距離后，便懸空不動(dòng)了。這是由于超導(dǎo)體的完全抗磁性，使小磁鐵的磁力線無法穿透超導(dǎo)體，磁場(chǎng)發(fā)生畸變，便產(chǎn)生了一個(gè)向上的浮力。進(jìn)一步的研究表明：處于超導(dǎo)態(tài)的物體，外加磁場(chǎng)之所以無法穿透它的內(nèi)部，是因?yàn)樵诔瑢?dǎo)體的表面感生一個(gè)無損耗的抗磁超導(dǎo)電流，這一電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，恰巧抵消了超導(dǎo)體內(nèi)部的磁場(chǎng)。這一發(fā)現(xiàn)非常有意義，在此之后，人們用邁斯納效應(yīng)來判別物質(zhì)是否具有超導(dǎo)性。

當(dāng)一個(gè)磁體和一個(gè)處于超導(dǎo)態(tài)的超導(dǎo)體相互靠近時(shí)，磁體的磁場(chǎng)會(huì)使超導(dǎo)體表面中出現(xiàn)超導(dǎo)電流。此超導(dǎo)電流形成的磁場(chǎng)，在超導(dǎo)體內(nèi)部，恰好和磁體的磁場(chǎng)大小相等，方向相反。這兩個(gè)磁志抵消，使超導(dǎo)體內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，B=0，即超導(dǎo)體排斥體內(nèi)的磁場(chǎng)。產(chǎn)生邁斯納效應(yīng)的原因是：當(dāng)超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，在磁場(chǎng)作用下，表面產(chǎn)生一個(gè)無損耗感應(yīng)電流。這個(gè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)恰恰與外加磁場(chǎng)大小相等、方向相反，因而總合成磁場(chǎng)為零。換句話說，這個(gè)無損耗感應(yīng)電流對(duì)外加磁場(chǎng)起著屏蔽作用，因此稱它為抗磁性屏蔽電流。　　超導(dǎo)體不是電阻無限小的理想導(dǎo)體。　　因?yàn)閷?duì)于電阻率ρ無限小的理想導(dǎo)體，根據(jù)J＝σＥ＝Ｅ／ρ，當(dāng)ρ為０時(shí)，Ｅ必須為０才能使Ｊ保持有限。這就是說對(duì)理想導(dǎo)體在沒有電場(chǎng)Ｅ的條件下仍可以維持穩(wěn)恒的電流密度。