Сверхпроводник в магнитном поле.

[anik]

R-o-m-e-n в сообщении #693349 писал(а):

Имеет, но индуцирование происходит не по закону ЭМИ.

Т.е. теперь для индуцирования тока не нужно, чтобы магнитный поток, пронизывающий контур изменялся? Почему тогда Вы этот способ назвали индуцированием? Какова тогда природа ЭДС, и каким образом ЭМИ имеет отношение к генерации тока во втором случае?

[R-o-m-e-n]

anik в сообщении #693470 писал(а):

Т.е. теперь для индуцирования тока не нужно, чтобы магнитный поток, пронизывающий контур изменялся?

Нет.

anik в сообщении #693470 писал(а):

Почему тогда Вы этот способ назвали индуцированием?

anik в сообщении #693470 писал(а):

каким образом ЭМИ имеет отношение к генерации тока во втором случае?

Потому что способ генерации называется индукцией.

anik в сообщении #693470 писал(а):

Какова тогда природа ЭДС

Явление описывается уравнением Лондонов.

[anik]

Уравнение Лондонов объясняет эффект вытеснения магнитного поля из сплошного проводника при переходе его в сверхпроводящее состояние. Но дырка от бублика не переходит в сверхпроводящее состояние и силовые линии магнитного поля оттуда не вытесняются, о чем показали опыты Мейснера с трубчатым сверхпроводником. Я согласен с тем, что эффект вытеснения магнитных силовых линий из материала самого провода, описывается уравнением Лондонов, но магнитные силовые линии не вытесняются из контура длинного кольцевого проводника.
Вы подменили одну задачу, другой задачей и, таким образом, ушли от обсуждения вопроса о генерации тока вдоль кольцевого проводника.

-- Вс мар 10, 2013 15:10:35 --

Если ввести длинный кольцевой проводник внутрь С-образного магнита через зазор, а потом превести проводник в сверхпроводящее состояние, то тока по кольцу вдоль провода в таком сверхпроводнике не будет. Ток появиться, когда этот сверхпроводник вытащим из магнита, протащив его снова через магнитный зазор.

[R-o-m-e-n]

anik в сообщении #693527 писал(а):

но магнитные силовые линии не вытесняются из контура длинного кольцевого проводника.

А должны?

anik в сообщении #693527 писал(а):

Если ввести длинный кольцевой проводник внутрь С-образного магнита через зазор, а потом превести проводник в сверхпроводящее состояние, то тока по кольцу вдоль провода в таком сверхпроводнике не будет. Ток появиться, когда этот сверхпроводник вытащим из магнита, протащив его снова через магнитный зазор.

НЕВЕРНО.
Выбросьте из головы представление об идеальном проводнике и изучите уравнения Лондонов, раз уж заикнулись.

[anik]

anik в сообщении #690059 писал(а):

Читаем Шмидта.«1.2. Квантование магнитного потока. Электрический ток в массивном сверхпроводящем кольце может существовать неограниченно долго. При этом, конечно, никакого источника тока не требуется, так как сопротивление кольца равно нулю. Создать такой незатухающий ток можно следующим образом. Поместим кольцо при $T>T_c$ во внешнее магнитное поле так, чтобы магнитные силовые линии проходили через отверстие кольца. Переведём кольцо в сверхпроводящее состояние, т.е. понизим температуру ниже $T_c$, и выключим после этого источник магнитного поля. В первый момент после выключения поля магнитный поток внутри начнёт уменьшаться и, по закону электромагнитной индукции Фарадея, индуцирует в кольце ток, который уже не затухнет. Этот ток будет препятствовать уменьшению магнитного потока в кольце, т.е. будет теперь, после выключения внешнего источника магнитного поля, сам поддерживать поток в кольце на прежнем уровне».Что-то не стыкуется с Вашим представлением...

Уж если и Шмидт Вам не указ, тогда не знаю как с Вами дискутировать.

[R-o-m-e-n]

anik в сообщении #693594 писал(а):

Читаем Шмидта

У меня нет по рукой Шмидта, чтобы быть уверенным в точности цитаты. Но как только кольцо во внешнем поле будет переведено в сверхпроводящее состояние в нем индуцируется ток. Не нужно менять поток, т.е. выключать поле.
Скорее всего у Вас сложилось не совсем точное представление на высказывании

anik в сообщении #693594 писал(а):

Создать такой незатухающий ток можно следующим образом.

, т.е. Вы восприняли его как единственно возможный. В приведенном же абзаце приведено явление "запирания потока" сверхпроводником. Это явление достаточно доступно изложено у Фейнмана в т.9,ч.2,гл.19,пар.7.
Я же писал Вам выше, что индукция по закону ЭМИ будет иметь место, но будет лишь небольшой добавкой.

anik в сообщении #693594 писал(а):

Уж если и Шмидт Вам не указ, тогда не знаю как с Вами дискутировать.

Научитесь правильно воспринимать, цитируемую Вами же литературу для начала. По теме мы еще не дискутировали.

[anik]

R-o-m-e-n в сообщении #693660 писал(а):

У меня нет по рукой Шмидта, чтобы быть уверенным в точности цитаты. Но как только кольцо во внешнем поле будет переведено в сверхпроводящее состояние в нем индуцируется ток. Не нужно менять поток, т.е. выключать поле.Скорее всего у Вас сложилось не совсем точное представление на высказывании

У меня тоже не было под рукой Шмидта, но я скачал эту книгу "Введение в физику сверхпроводников".
Вот цитата, сравнивайте.

R-o-m-e-n в сообщении #693660 писал(а):

т.е. Вы восприняли его как единственно возможный. В приведенном же абзаце приведено явление "запирания потока" сверхпроводником. Это явление достаточно доступно изложено у Фейнмана в т.9,ч.2,гл.19,пар.7.

Читаем Фейнмана.
"Еще интереснее другое связанное с этим явление, экспериментально обнаруженное Мейсснером. Если имеется кусок металла при высокой температуре (т. е. обычный проводник) и в нем вы создали магнитное поле, а затем снизили температуру ниже критического уровня (когда металл становится сверхпроводником), то поле будет вытолкнуто. Иными словами, в сверхпроводнике возникает свой собственный ток, и как раз в таком количестве, чтобы вытолкнуть поле наружу.
Причину этого можно понять из уравнений, и сейчас я объясню как. Пусть у нас имеется сплошной кусок сверхпроводящего материала (без отверстий). Тогда в любом установившемся положении дивергенция тока должна быть равна нулю, потому что ему некуда течь..."

Обратите внимание, что Фейнман говорит о сплошном куске без отверстий. В сплошном куске возникает такой ток, чтобы скомпенсировать внешнее поле внутри сплошного куска. Так же будет и с нашим кольцевым проводником. В материале проводника возникнут токи, которые вытолкнут те магнитные линии, которые пронизывали сам материал проводника, но не те магнитные линии, которые проходили через отверстие кольца. Поэтому кругового тока в кольцевом проводнике не будет до тех пор, пока не начнёт меняться магнитный поток, проходящий через отверстие кольца (изменяться потокосцепление).

[R-o-m-e-n]

anik в сообщении #693732 писал(а):

Обратите внимание, что Фейнман говорит о сплошном куске без отверстий.

Я Вам указывал на седьмой параграф, а не на шестой.

anik в сообщении #693732 писал(а):

В материале проводника возникнут токи, которые вытолкнут те магнитные линии, которые пронизывали сам материал проводника

Ну так сложите эти токи. Что получится? И прикиньте каким должно быть индуцированное поле, чтобы сложившись с внешним получить огибающие силовые линии.

anik в сообщении #693732 писал(а):

Поэтому кругового тока в кольцевом проводнике не будет до тех пор, пока не начнёт меняться магнитный поток, проходящий через отверстие кольца (изменяться потокосцепление).

Гляньте уравнения Лондонов хоть раз.

[anik]

R-o-m-e-n в сообщении #693752 писал(а):

Ну так сложите эти токи. Что получится? И прикиньте каким должно быть индуцированное поле, чтобы сложившись с внешним получить огибающие силовые линии.

Эти токи должны быть таковыми, чтобы созданное ими индуцированное (собственное) магнитное поле сверхпроводника, было бы равно и противоположно направлено тому внешнему полю, которое пронизывало "тёплый" сверхпроводник, до того как он был переведён в сверхпроводящее состояние. Это одинаково справедливо как для сверхпроводника, вносимого во внешнее магнитное поле, так и для проводника, который был сначала введён во внешнее поле, а затем был переведён в сверхпроводящее состояние (собственно эффект Мейснера).

R-o-m-e-n в сообщении #693752 писал(а):

Гляньте уравнения Лондонов хоть раз.

Глядел, не один раз и в различных источниках. Для того, чтобы судить о том, что именно происходит в материале при его переходе в сверхпроводящее состояние, нужно описать поведение вещества на микроуровне. Без квантовой механики не обойтись, но, для меня непонятен физический смысл квантовых явлений. Если я не понимаю физический смысл, то я вообще не представляю о чём речь. Зубрить и заучивать материал не понимая смысла я не привык.

[r0ma]

Вообще, я может чего тут не понимаю, потому что у вас какой-то такой немного расплывчатый разговор. Но как я понял всё упирается лишь в квантование магнитного потока. Чтобы оно было в уравнениях Лондонов, его надо обобщить на этот случай. Поместили в м.п. металл, перевели в сверхпроводящую фазу. Магнитное поле из металла вытолкнется (эф. Мейснера). Суть в том, что магнитный поток, охватываемый неким контуром $C$ (который берётся в глубине сверхпроводника. На расстоянии большем, чем лондон), который по определению есть:

$$\Phi=\oint_{C}\mathbf{A} d\mathbf{l}$$

будет квантоваться. Причём он [поток] будет кратен минимально возможному значению

$$\Phi=\frac{\pi\hbar c}{e}.$$

Я правильно понимаю тему вашего обсуждения? Если да, то какие тут могут возникнуть вопросы-то? Квантование - прямое следствие однозначности $\Psi$ сверхпроводника, если вопрос есть "почему так?". Поле будет внутри, потому что по внутренней поверхности течёт сверхток. Он-то и создаёт это поле/поток.

[R-o-m-e-n]

anik в сообщении #693793 писал(а):

Эти токи должны быть таковыми, чтобы созданное ими индуцированное (собственное) магнитное поле сверхпроводника

Ну так сложите их. Что получится?

anik в сообщении #693793 писал(а):

Глядел, не один раз и в различных источниках.

Если бы Вы смотрели, то разглядели бы, что плотность тока зависит не от производной.

r0ma в сообщении #693875 писал(а):

Вообще, я может чего тут не понимаю, потому что у вас какой-то такой немного расплывчатый разговор.

Ну, хоть кто-то еще его осилил.

r0ma в сообщении #693875 писал(а):

Но как я понял всё упирается лишь в квантование магнитного потока.

Нет, у Фейнмана это достаточно доступно изложено.
Как выяснилось, дискуссионность в другом. Допустим, МП слабое, т.е. кольцо в состоянии сверхпроводимости не в промежуточном состоянии. Идем по описанному сценарию. Загвоздка начинается с момента перехода кольца в сверхпроводящее состояние в однородном магнитном поле. Индуцируются незатухающие токи. Распределение их плотности от поверхности вглубь понятно. Вопрос с их циркуляциями.

r0ma в сообщении #693875 писал(а):

Поле будет внутри, потому что по внутренней поверхности течёт сверхток. Он-то и создаёт это поле/поток.

Вот именно, что это всего лишь один из вариантов.

[anik]

r0ma в сообщении #693875 писал(а):

Вообще, я может чего тут не понимаю, потому что у вас какой-то такой немного расплывчатый разговор. Но как я понял всё упирается лишь в квантование магнитного потока.

Разговор вполне конкретный. У нас с R-o-m-e-n расхождения по вопросу: будет ли ток вдоль замкнутого тонкого проводника, если повесить его на С-образный магнит через зазор, а затем перевести проводник в сверхпроводящее состояние? Мой ответ: нет, и он согласуется с тем, что написано в книге Шмидта. R-o-m-e-n считает, что ток будет. Вообще, круговые токи будут, но эти токи не замкнуты через всё кольцо, а замкнуты в сечении провода, и они таковы, чтобы вытолкнуть силовые линии из материала кольца в пределах его поперечного сечения. Вдоль всего кольца тока не будет, он появится если вытащить провод из магнитопровода через зазор, или если отключить магнитный поток в магнитопроводе.

R-o-m-e-n в сообщении #693921 писал(а):

anik в сообщении #693793 писал(а):

Эти токи должны быть таковыми, чтобы созданное ими индуцированное (собственное) магнитное поле сверхпроводника

Ну так сложите их. Что получится?

Кого "их" сложить? Если Вы про токи, то я Вам уже ответил и как раз в той цитате, на которую Вы сейчас сослались. Зачем троллить? Если Вы про магнитные поля, то так и напишите.

R-o-m-e-n в сообщении #693921 писал(а):

r0ma в сообщении #693875 писал(а):

Поле будет внутри, потому что по внутренней поверхности течёт сверхток. Он-то и создаёт это поле/поток.

Вот именно, что это всего лишь один из вариантов.

И, по-видимому, правильный (на мой взгляд).

[r0ma]

anik в сообщении #693961 писал(а):

будет ли ток вдоль замкнутого тонкого проводника, если повесить его на С-образный магнит через зазор, а затем перевести проводник в сверхпроводящее состояние? Мой ответ: нет, и он согласуется с тем, что написано в книге Шмидта. R-o-m-e-n считает, что ток будет. Вообще, круговые токи будут, но эти токи не замкнуты через всё кольцо, а замкнуты в сечении провода, и они таковы, чтобы вытолкнуть силовые линии из материала кольца в пределах его поперечного сечения.

Ничего не знаю. Знаю лишь, что

$$\operatorname{rot}\mathbf{B}\propto\mathbf{j}.$$

Отсюда всё видно. Надо лишь знать куда поле $\mathbf{B}$ направлено. Далее надо тупо раскрыть ротор и всё будет.

R-o-m-e-n в сообщении #693921 писал(а):

Вот именно, что это всего лишь один из вариантов.

Если честно, я тоже других не знаю... Не задумывался. Всегда таким удовлетворялся.

[anik]

Вот цитата с форума C-news.ru, пишет FedorF: "Всю жизнь занимаюсь сверхпроводимостью, но ничего подобного не слыхал. Незатухающий ток в сверхпроводящем кольце можно ввести только тремя способами.
1. Стелать небольшой участок кольца нормальным, нагрев его, и поместить такое кольцо в вертикальное к плоскости кольца магнитное поле, а затем опять перевести нормальный участок в сверхпроводящее состояние.
2. Подключить к нормальному участку кольца генератор тока и после введения тока перевести нормальный участок в сверхпроводящее состояние, а затем отключить генератор тока.
3. Повышать нормальное к плоскости витка магнитное поле до тех пор, пока не будет достигнуто критическое поле. При этом виток временно перейдёт в нормальное состояние и захватит магнитный поток."

2. Способ можно назвать гальваническим.
1. и 3. Способы в чём-то схожи. Можно назвать индукционным.
http://forum.cnews.ru/lofiversion/index.php/t66061.html

[R-o-m-e-n]

anik в сообщении #693961 писал(а):

Вообще, круговые токи будут, но эти токи не замкнуты через всё кольцо, а замкнуты в сечении провода, и они таковы, чтобы вытолкнуть силовые линии из материала кольца в пределах его поперечного сечения.

А ничего, что в сумме они могут занулиться и вообще не дать никакого поля. Не занулятся лишь кгруговые токи, которые и дадут поток внутри кольца.

anik в сообщении #693961 писал(а):

Вдоль всего кольца тока не будет

Вообще-то эти токи единственные не дающие нулевой суммы (суперпозиции).

anik в сообщении #693961 писал(а):

Если Вы про токи, то я Вам уже ответил и как раз в той цитате, на которую Вы сейчас сослались.

Вы ответили только какими они якобы должны быть, но не пытались их просуммировать.

r0ma в сообщении #694434 писал(а):

Знаю лишь, что

$$\operatorname{rot}\mathbf{B}\propto\mathbf{j}.$$

Мне больше по душе запись через вектор-потенциал, особенно, в случае однородного поля.

r0ma в сообщении #694434 писал(а):

Если честно, я тоже других не знаю... Не задумывался. Всегда таким удовлетворялся.

Круговых токов может и не быть.

anik в сообщении #693961 писал(а):

И, по-видимому, правильный (на мой взгляд).

Вообще-то имелись ввиду токи вдоль кольца, т.е. круговые.