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超導現象1911年,荷蘭物理學家昂尼斯發(fā)現,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象叫做超導現象.能夠發(fā)生超導現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的轉變溫度(或臨界溫度)Tc.現已發(fā)現大多數金屬元素以及數以千計的合金、化合物都能在不同條件下顯示出超導性.如鎢的轉變溫度為0.012K,鋅為0.75K,鋁為1.196K,鉛為7.193K.
經典理論對超導現象產生的原因無法解釋,為了從微觀上對這一現象進行解釋,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.
超導現象在高能物理領域也有重要的應用.用超導線圈制成的電磁鐵能產生強大的磁場,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.
結合文中的內容,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?
能源、信息和材料是現代社會發(fā)展的三大支柱。某些物質在溫度降到一定程度時,電阻會變?yōu)榱,這種物質叫超導體。如果把超導現象應用于實際,會給人類帶來很大的好處,如使用超導材料輸電可以大大降低由于電阻引起的 。
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