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超導現(xiàn)象

  1911年,荷蘭物理學家昂尼斯發(fā)現(xiàn),水銀的電阻率并不像預料的那樣隨溫度降低逐漸減小,而是當溫度降到4.15K附近時,水銀的電阻突然降到零.某些金屬、合金和化合物,在溫度降到絕對零度附近某一特定溫度時,它們的電阻率突然減小到無法測量的現(xiàn)象叫做超導現(xiàn)象.能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物體叫做超導體.超導體由正常態(tài)變?yōu)槌瑢B(tài)的溫度稱為這種物質(zhì)的轉(zhuǎn)變溫度(或臨界溫度)Tc.現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬元素以及數(shù)以千計的合金、化合物都能在不同條件下顯示出超導性.如鎢的轉(zhuǎn)變溫度為0.012K,鋅為0.75K,鋁為1.196K,鉛為7.193K.

  經(jīng)典理論對超導現(xiàn)象產(chǎn)生的原因無法解釋,為了從微觀上對這一現(xiàn)象進行解釋,花費了固體物理學家近半個世紀的心血,直到1957年才由巴丁、庫珀和施里弗建立了完整的超導微觀理論.為此,他們榮獲了1972年的諾貝爾物理學獎.

  我們知道,在大的電磁鐵或電機中,通過線圈的電流很強,為了避免產(chǎn)生過多的熱量,線圈就必須用較粗的線繞或采取冷卻措施.如果用超導體做線圈,就可以避免這種缺點.現(xiàn)在用超導體制造電機方面的研究工作已取得較大的進展.

  超導電纜的研究應用,也有很大進展.超導電纜埋在地下,損耗小,有利于節(jié)約能量,保護環(huán)境和節(jié)約土地.

  超導現(xiàn)象在高能物理領(lǐng)域也有重要的應用.用超導線圈制成的電磁鐵能產(chǎn)生強大的磁場,對于核聚變時約束等離子體和粒子加速器實驗裝置都有很大用處.

  目前阻礙超導現(xiàn)象大規(guī)模應用的主要問題是它要求低溫.如果能得到在室溫下工作的超導材料,可能會使整個工業(yè)的發(fā)展發(fā)生巨大的變化.對新的超導材料的研究工作,我國已走在世界的前列.

結(jié)合文中的內(nèi)容,回答以下問題:

(1)什么是超導體?

(2)超導體有什么應用?

(3)超導體目前不能大規(guī)模應用的原因是什么?

答案:
解析:

  (1)能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物體叫做超導體

  (2)在日常生活中等

  (3)低溫的要求


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