ابر رسانایی - دانلود
ابر رسانایی در 12 صفحه word قابل ویرایش با فرمت doc
ابر رسانایی در 12 صفحه word قابل ویرایش با فرمت doc
فهرست مطالب:
ابر رسانایی
ابر رسانا ها
تاریخجه ابررسانا یی
اثرمایسنر
كاربردهای مختلف ابررساناها
ابررساناهای دمای بالا
ابر رسانایی
به تركیب جالب خواص الكتریكی و مغناطیسی فلزات مشخصی كه در درجات حرارت خیلی پایین در آنها به وجود می‌آید اطلاق می شود. یك چنین دمایی اولین بار در سال 1908 وقتی
كمرلینگ اونز در دانشگاه لیدن موفق به تولید هلیوم مایع گردید حاصل شد كه با استفاده از آن توانست به درجه حرارت حدود یك درجه كلوین برسد.
یكی از اولین بررسی هایی كه ا.نز با این درجه حرارت پایین قابل دسترسی انجام داد مطالعه تغییرات مقاومت الكتریكی فلزات بر حسب درجه حرارت بود. چندین سال قبل از آن معلوم
شده بود كه مقاومت فلزات وقتی دمای آنها به پایین تر از دمای اتاق برسد كاهش پیدا می كند. اما معلوم نبود كه اگر درجه حرارت تا حدود كلوین تنزل یابد مقاومت تا چه حد كاهش پیدا
می كند. آقای اونز كه با پلاتینیم كار می كرد متوجه شد كه مقاومت نمونه سرد تا یك مقدار كم كاهش پیدا می كرد كه این كاهش به خلوص نمونه بستگی داشت. در آن زمان خالص ترین
فلز قابل دسترس جیوه بود و در تلاش برای بدست آوردن رفتار فلز خیلی خالص اونز مقاومت جیوه خالص را اندازه گرفت.او متوجه شد كه در درجه حرارت خیلی پایین مقاومت جیوه تا حد
غیر قابل اندازه گیری كاهش پیدا می كند كه البته این موضوع زیاد شگفت انگیز نبود اما نحوه از بین رفتن مقاومت غیر منتظره می نمود.موقعی كه درجه حرارت به سمت صفر تنزل داده
می شود به جای اینكه مقاومت به ارامی كاهش یابد در درجه حرارت 4 كلوین ناگهان افت می كرد و پایین تر ازاین درجه حرارت جیوه هیچگونه مقاومتی از خود نشان نمی داد. همچنین
این گذار ناگهانی به حالت بی مقاومتی فقط مربوط به خواص فلزات نمی شد و حتی اگر جیوه ناخالص بود اتفاق می افتاد.آقای اونز قبول كرد كه پایین تر از 4 كلوین جیوه به یك حالت
دیگری از خواص الكتریكی كه كاملا با حالت شناخته شده قبلی متفاوت بود رفته است و این حالت تازه (( حالت ابر رسانایی )) نام گرفت.بعدا كشف شد كه ابررسانایی را می توان از بین
برد ( یعنی مقاومت الكتریكی را می توان مجددا بازگردانید.) و در نتیجه معلوم شد كه اگر یك میدان مغناطیسی قوی به فلز اعمال شود این فلز در حالت ابررسانایی دارای خواص
مغناطیسی بسیار متفاوتی با حالت درجه حرارتهای معمولی می باشد.
تاكنون مشخص شده است كه نصف عناصر فلزی و همچنین چندین آلیاژ در درجه حرارت های پایین ابر رسانا می شوند. فلزاتی كه ابررسانایی را در درجه حرارت های پایین از خود نشان
می دهند ( ابر رسانا ) نامیده می شوند. سالهای بسیاری تصور می شد كه تمام ابررسانا ها بر طبق یك اصول فیزیكی مشابه رفتار می كنند. اما اكنون ثابت شده است كه دو نوع
ابررسانا وجود دارد كه به نوع I و II مشهور می باشد. اغلب عناصری كه ابررسانا هستند ابررسانایی از نوع I را از خود نشان می دهند.در صورتی كه آلیاژها عموما ابررسانایی از نوع II را
از خود نشان می دهند. این دو نوع چندین خاصیت مشابه دارند. اما رفتار مغناطیسی بسیار متفاوتی از خود بروز می دهند.
ابر رسانا ها
اگردمای فلزات مختلف را تا دمای معینی(دمای بحرانی) پایین اوریم پدیده شگرفی در انها اتفاق می افتد كه طی ان به ناگهان مقاومتشان را در برابرعبور جریان برق تا حد صفراز دست
خواهند داد .وتبدیل به ابررسانا خواهند شد.
(البته موادی مانند نقره نیز هستند كه مقاومت ویژه شان حتی در دمای صفر درجه كلوین نیز صفر نمی شود).هرچند در این دما میتوان بسیاری از مواد را ابر رسانا نمود محققا ن برای
رسیدن به چنین دمایی مجبورند از هلیم مایع ویا هیدرژن استفاده كنند كه بسیار گرانند
امروزه ابر رسانایی را در موادی ایجاد می كنند كه دمای بحرانیشان زیادتر از 77 درجه كلوین است كه برای رسیدن به چنین دمایی از ازت مایع استفاده می كنند كه نقطه جوشش 77
درجه كلوین است.
تاریخجه ابررسانا یی
ابررسانایی برای اولین باردر سال 1911 توسط هایك كامرلینگ اونس(1926-1853)مطرح گردید. وی دمای یك میله منجمد جیوه ای را تا دمای نقطه جوش هلیم مایع(4.2 درجه كلوین
)پایین اوردد و مشاهده نمود كه مقاومت ان ناگهان به صفر رسید. سپس یك حلقه سربی را در دمای 7 درجه كلوین ابررسانا نمود و قوانین فارادی را بر روی ان ازمایش كردومشاهده نمود
وقتی با تغییر شار در حلفه جریان القایی تولید شود.
حلقه سربی برعكس رسانا های دیگر رفتارمی نمایدیعنی پس از قطع میدان تا مادامیكه در حالت ابر رسانایی قرار داردجریان اكتریكی را حفظ می كند. به عبارتی اگریك سیم ابررسانا
داشته باشیم پس از بوجود امدن جریان الكتریكی دران بدون مولد الكتریكی ( مثل باطری یا برق شهر )نیز می تواند حامل جریان باشد.
اگر در همین حالت میدان مغناطیس قوی در مجاورت سیم ابررسانا قرار دهیم ویا دمای سیم را با لاتر از دمای بحرانی ببریم جریان در ان بسرعت صفر خواهد شد چون دراین حالتها سیم
را از حالت ابررسانایی خارج كرده ایم .
اقای اونس با همین كشف جایزه نوبل فیزیك در سال 1913 را از ان خود نمود.در عكس بالا اونس و همسرش نشسته و دوستان دانشمند مانند البرت انیشتین در پشت سر وی قرار دارند.