Сверхпроводник в магнитном поле.

[anik]

r0ma в сообщении #689134 писал(а):

Почитайте книжку Шмидта. Введение в физику сверхпроводников.

Там в аннотации написано, чтобы читать эту книгу, нужно знать квантовую механику.
Мне бы чего попроще...
Вот, скажем, что будет происходить, если в магнитный зазор вводить кольцо из проводника или сверхпроводника? Я думаю, что в проводнике ток будет течь по всему сечению, а почему для сверхпроводника это должно быть иначе?

[r0ma]

anik в сообщении #689138 писал(а):

Там в аннотации написано, чтобы читать эту книгу, нужно знать квантовую механику.
Мне бы чего попроще...
Вот, скажем, что будет происходить, если в магнитный зазор вводить кольцо из проводника или сверхпроводника? Я думаю, что в проводнике ток будет течь по всему сечению, а почему для сверхпроводника это должно быть иначе?

Теория Лондонов особых знаний квантов не требует. Я всё-таки настаиваю на том, чтобы Вы сначала прочитали о чём всё-таки речь и уже задавали осознанные вопросы, а не вот ради непонятно чего. Когда прочитаете, подобных вопросов говорю Вам не возникнет. А вообще, странно, что Вы кванты не знаете. Вообще говоря, если их не знаете, рано Вам ещё за сверхпроводники браться. Но с Лондонами ознакомится можно. Это самое элементарное, что есть в сверхпроводимости. И сам учебник сам... ну проще его не найти. Если, правда, уравнения Максвелла знаете

[Munin]

anik в сообщении #689138 писал(а):

Там в аннотации написано, чтобы читать эту книгу, нужно знать квантовую механику.
Мне бы чего попроще...

Как насчёт смириться с тем, что объяснения некоторых вещей не бывают слишком простыми?

[anik]

r0ma в сообщении #689140 писал(а):

Я всё-таки настаиваю на том, чтобы Вы сначала прочитали о чём всё-таки речь и уже задавали осознанные вопросы

Читаю книгу Шмидта и зациклился на 8 стр. Там, то говорится о том, что внешнее поле после перехода в сверхпроводящее состояние остаётся внутри сверхпроводника, а потом говорится о том что оно там отсутствует, независимо от предыстории. Я чего-то не въезжаю...

[BISHA]

anik в сообщении #689057 писал(а):

Почему сверхпроводник вытесняет из себя магнитные силовые линии?

Сверхпроводник абсолютный диамагнетик. Прочитайте как диамагнетик ослабляет внешнее магнитное поле.

[anik]

Вот цитата из книги Шмидта.
«Итак, внесённый во внешнее магнитное поле идеальный проводник имеет $B=0$ в любой точке образца. Однако того же состояния (идеальный проводник при $T<T_c$ во внешнем магнитном поле) можно достигнуть и другим путём: сперва наложить магнитное поле на «тёплый» образец, а затем охладить его до температуры $T<T_c$.
Электродинамика предсказывает для идеального проводника совершенно другой результат. Действительно, образец при $T>T_c$ имеет сопротивление и магнитное поле в него хорошо проникает. После охлаждения его ниже $T_c$ поле остаётся в образце. Эта ситуация изображена на рис. 1.2,б.

Обратите внимание на то, что во всех предыдущих рассуждениях мы всегда называли образец в состоянии $\rho=0$ идеальным проводником, а не сверхпроводником.
До 1933г. Считалось, что сверхпроводник – это и есть идеальный проводник. Но вот Мейсснер и Оксенфельд [15] поставили опыт и обнаружили, что это не так! Оказалось, что при $T<T_c$ поле в образце равно нулю всегда ($B=0$) независимо от от пути перехода к условию $T<T_c$ при наличии внешнего магнитного поля.
Это было чрезвычайно важное открытие. Ведь если $B=0$ независимо от предыстории образца, то это равенство можно рассматривать как характеристику сверхпроводящего состояния, которое возникает при $H<H_{cm}$. Но тогда можно рассматривать в сверхпроводящее состояние как фазовый переход в новое фазовое состояние и использовать для исследования сверхпроводящей фазы всю мощь термодинамического подхода.
Итак, сверхпроводящее состояние удовлетворяет уравнениям

$$\rho=0,$$

$$B=0.$$

»

По тексту: мне непонятно, чем принципиально идеальный проводник отличается от сверхпроводника.

[r0ma]

anik
тогда такой вопрос. Вы не знаете кванты. А уравнения Максвелла Вы знаете? Я, конечно, могу написать. До 1933 года считали, что сверхпроводник - идеальный проводник. У идеального проводника $\sigma=\infty.$ Однако, есть такая формула $\vec{j}=\sigma\vec{E}.$ И чтобы ток оставался конечным следует, что $\vec{E}=0.$ А из уравнений Максвелла тогда следует, что $\partial_t\vec{B}=0.$ А это в свою очередь означает, что если заморозили металл при нулевом магнитном поле, то оно ниоткуда и не возьмётся. Поэтому и говорят про предысторию. Но эксперимент 1933г показал не это. Предыстория не важна! Он показал, что в сверхпроводящем состоянии на самом деле $\mu=0$! Вам не зря говорят тут про диамагнетик. Вспомните про это тоже. Вы не останавливайтесь. Читайте. До конца читайте. И когда прочитаете зададите вопросы, которые на душе остались.

P.S.: и всё-таки мне интересно: уравнения Максвелла Вы точно знаете?

-- Чт фев 28, 2013 20:39:39 --

До конца в том смысле, что теорию Лондонов прочитайте полностью до конца. Дальше можно не читать.

[anik]

r0ma в сообщении #689246 писал(а):

P.S.: и всё-таки мне интересно: уравнения Максвелла Вы точно знаете?

Да так... Понимаю кое что.

r0ma в сообщении #689246 писал(а):

До конца в том смысле, что теорию Лондонов прочитайте полностью до конца. Дальше можно не читать.

(Оффтоп)

В слове "Лондонов" на какую "о" нужно ставить ударение?

Зачем мне читать дальше, если я уже вижу противоречие?
Давайте лучше так, Вы ответите на мои вопросы не отправляя меня к непонятной мне литературе. А ещё лучше так: я сам отвечу на свой вопрос, а Вы скажете, прав я или нет.
Итак вопрос: представим себе тороидальное кольцо из сверхпроводника в сверхпроводящем состоянии без тока. Как в это кольцо "запустить" ток так, чтобы он протекал в кольце в отсутствии внешнего магнитного поля?
Мой ответ таков: сначала нужно "тёплое" кольцо поместить в магнитное поле так, чтобы магнитные силовые линии пронизывали бы контур кольца (было потокосцепление). Далее, не убирая внешнего магнитного поля нужно охладить кольцо до сверхпроводящего состояния. При этом потокосцепление не исчезнет и тока в кольце не будет. А вот теперь, уберём кольцо из внешнего магнитного поля. Когда мы будем убирать кольцо из магнитного поля, потокосцепление начнёт уменьшаться до нуля, а в кольце индуктируется ток. Теперь, при отсутствии внешнего магнитного поля мы имеем сверхпроводящее кольцо с током.
Ещё вопрос: в сверхпроводящем кольце течёт ток. Создаёт ли этот ток собственный магнитный поток, пронизывающий контур с током?
Ответ: да, создаёт. Хотя силовые не пронизывают материал кольца (их нет внутри сверхпроводника), но силовые линии замкнуты через отверстие в торе.

[r0ma]

anik в сообщении #689399 писал(а):

Давайте лучше так, Вы ответите на мои вопросы не отправляя меня к непонятной мне литературе.

А давайте без "Давайте". Раз Ваша цитата обращена ко мне, то я отвечу. Пусть меня тут и осудят, но Ваш подход к делу мне совершенно не нравится. Поэтому от дальнейшего диалога с Вами я отклонюсь. Надеюсь, найдутся более терпеливые участники и Вам помогут.

[BISHA]

http://thesaurus.rusnano.com/wiki/article779

[Grustik]

При охлаждении сверхпроводника до низкой температуры происходит замедление свободных электронов из пространства между атомами в кристаллической решётке. Замедление электронов приводит к увеличению их плотности до предела когда ток не может пройти через вещество. Пробка грубо говоря образуется. Естесственно вне пределов кристаллической решётки пробок никаких нет и ток свободно течёт по поверхности.

[Munin]

Grustik в сообщении #689659 писал(а):

При охлаждении сверхпроводника до низкой температуры происходит замедление свободных электронов из пространства между атомами в кристаллической решётке. Замедление электронов приводит к увеличению их плотности до предела когда ток не может пройти через вещество. Пробка грубо говоря образуется.

Это всё не имеет ничего общего с реальностью. Электроны вообще не движутся в "пространстве между атомами". Они движутся иначе, блоховскими волнами. Движение электронов на поверхности Ферми остановить в принципе нельзя. И т. п. - классическая картина и любые отдельные классические идеи здесь полностью неверны, надо изучать квантовые представления. На школьном уровне, рекомендую Зильбермана "Электричество и магнетизм".

[Grustik]

Цитата:

блоховскими волнами.

Первый раз такое встречаю. Во всех учебниках физики написано что электрический ток в металлах это движение электронов.

[Munin]

Grustik в сообщении #689710 писал(а):

Первый раз такое встречаю. Во всех учебниках физики написано что электрический ток в металлах это движение электронов.

Да, это движение электронов. Ну и что? Вот как движутся электроны - это отдельный очень сложный вопрос. Это не имеет ничего общего с движением шариков.

[Grustik]

Да но в таком случае в том механизме который я привёл нет противоречий. Если скорость электронов падает с охлаждением температуры, то они реже сталкиваются и лучше упаковываются в пространстве между атомами в кристаллической решётки и в конечном счёте сопротивление внутри проводника резко возрастает, в то время ка на поверхности электроны продолжают перемещаться и переносить электрический ток. Так как энергия электронов не тратится на разогрев атомов, потому что ток течёт по поверхности, то и потерь в энергии нет.