В начало на лист изменений

 

 

Эффекты в жидком гелии.

 

Термомеханический эффект.

Эффект фонтанирования – появление в сверхтекучей жидкости разности давления обусловленной разностью температур. В сосуде с большей температурой (подогрев) и соединенного капилляром с основной емкостью (сообщающиеся сосуды) уровень жидкого гелия выше. Второй пример:  сосуд набитый черным порошком в перевернутом виде, капилляр выше уровня, погружается в жидкий гелий и облучается светом. В результате нагрева жидкий гелий фонтанирует из капилляра.

Механокалорический эффект.

(эффект фонтанирования), появление в сверхтекучей жидкости разности давлений Dр, обусловленной разно­стью темп-р DT (см. Сверхтекучесть). Т. э. проявляется в различии уровней жидкости в двух сосудах, сообщаю­щихся через узкую щель или капилляр и находящихся при разных темп-рах (рис., а). Другой наглядный способ

Термомеханич. эффект: а — уровень жид­кости в сосуде с нагревателем Н выше, чем в сообщающемся с ним сосуде; б — фонта­нирование гелия при освещении и нагреве порошка П, находящегося в сосуде со сверх­текучим гелием (В — гигроскопич. вата).

 

демонстрации Т. э. заключается в на­греве излучением трубки, набитой мелким чёрным порошком и опущенной одним концом в сверхтекучий гелий. При освещении порошок быстро нагре­вается, и из-за возникающей разности давлений в сосуде и вне его жидкий ге­лий фонтаном выбрасывается из верх­него конца капилляра (рис., б). В рам­ках двухжидкостной модели сверхте­кучего гелия Т. э. можно объяснить как выравнивание концентраций сверхтекучей компоненты, свободно проте­кающей через щель в направлении на­гретой части жидкости. В то же время поток норм. компоненты в обратном направлении невозможен из-за дейст­вия сил вязкости (см. Гелий жидкий). Для разности давлений в Т. э. термо­динамически получено соотношение Dp/DT=rS, где r — плотность, S энтропия жидкого гелия.

Обратный эффект — охлаждение сверхтекучего гелия при продавливании его через узкие щели или капил­ляры — наз. механокалорическим эф­фектом.

• См. лит. при ст. Сверхтекучесть.

 

Наблюдается в жидком гелии 4 Не при темп-pax ниже темп-ры пере­хода в сверхтекучее состояние (ниже 2,19 К при норм. давлении): при вы­текании гелия из сосуда через узкий капилляр или щель (~1 мкм) оста­ющийся в сосуде гелий нагревается. Открыт в 1938 англ. физиками Д. Г. Доунтом и К. Мендельсоном; эффект получил объяснение на основе квант. теории сверхтекучести. Обрат­ное явление — течение гелия, вы­званное подводом теплоты, наз. тер­момеханическим эффектом. См. Ге­лий жидкий.

 

 

Обратный эффект – охлаждение гелия при продавливании через капилляры и щели.

В официальной физике эффекты объясняются наличием двух компонент сверхтекучей и нормальной.

На самом деле все зависит от слишком малой атомной плотности гелия и очень большого температурного коэффициента расширения при этой температуре.  Скачок увеличения плотности перед кристаллизацией как у воды, висмута. Поэтому при продавливании происходит увеличение давления и резкое расширение после того, в результате никакого противоречия с термодинамикой. Насчет фонтанирования вообще надумано из пальца. Эффект давно известен еще с девятнадцатого века а может и раньше.

Так и воду можно нагревать светом от обычной лампы в черной колбе, Тепленькое всегда вверх лучше течет. Главное чтоб не слишком толстый слой воды между колбой и источником света был.

 

 

Де Хаза-Ван Альфена эффект.

 

При низких температурах у металлов: висмут, бериллий, цинк, и полупроводников наблюдается осцилляционное изменение магнитной восприимчивости при плавном увеличении напряженности магнитного поля. Обратный эффект смотри ниже.

 

Шубникова-Де Хааза эффект.

 

В магнитных полях 104-105 эрстед при низких температурах у всех металлических кристаллов наблюдается осциллирующая зависимость электросопротивления от магнитного поля. Объясняется следствием квантования движения электронов в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Как правило, квантовая осциллирующая зависимость в виде небольшой ряби наложена на обычную зависимость сопротивления от магнитного поля.

Ну, прямо шедевр квантовой механики. Во-первых,  раз удалось поймать осцилляцию, значит частота этой осцилляции практически заметна глазу. То есть  в цифрах это изменение какого-то знака после запятой не очень далеко от нее стоящего. И всего максимум сотня другая точек. На графике эту осцилляцию видно, значит частота уж очень маленькая. А во-вторых, частота вращения электронов, если бы это были они, несравнимо выше. К тому же по той же квантовой теории орбиты электронов непредсказуемы, это облако. Неооопределенность Гейзенберга и модель атома Резерфорда-Бора. Правда последнее время появились и другие модели ничуть не улучшающие ситуации. В принципе квантование движения электронов именно в плоскости перпендикулярной магнитному потоку что означает?  Это изменение скорости движения?

Так что о перпендикулярном полю движении (вращении) электронов и говорить не стоит. И перпендикулярность под сильным вопросом. Также проблематично и скачкообразное перемещение свободных электронов поперек проводника перпендикулярно электрическому полю. Во-первых их нет, а если бы и были то как скачут? И возникает вопрос: а не видоизмененный ли это эффект Холла. А осцилляцию можно объяснить, внимательно посмотрев на опыты Франка-Герца и повторив их в магнитном поле, даже без сверхпроводимости.

Также последние два эффекта перекликаются с Баркгаузена эффектом

 

 

Сверхпроводимость.

 

Серьезный вопрос…

 

 

Принципиальная схема опыта Оннеса:
1 — источник тока; 2 — выключатель, замыкающийся, чтобы ток циркулировал в сверхпроводящем контуре внутри сосуда 3с жидким гелием; 4 — сверхпроводящее кольцо, которое создает магнитное поле H(на рисунке обозначены его силовые линии); 5 — магнитная стрелка, с помощью которой отслеживаются изменения магнитного поля

В свое время еще Оннес поставил такой опыт: поместил в сосуд с жидким гелием, который служил охладителем, кольцо из сверхпроводника, в котором циркулировал ток (рис. ). Если бы сверхпроводник имел отличное от нуля сопротивление, ток в кольце уменьшался бы и тогда изменялось бы магнитное поле, которое создает такой кольцевой ток. Магнитное поле можно регистрировать вне сосуда с жидким гелием. За его изменением следили просто по стрелке компаса. За те несколько часов, которые были в распоряжении Оннеса, пока не испарился жидкий гелий, никакого изменения магнитного поля не было обнаружено. Впоследствии этот опыт повторялся. В 1950-е гг. за магнитным полем подобного кольца следили около полутора лет и также не обнаружили никакого изменения. Таким образом, точность утверждения о нуле сопротивления стала поистине фантастической. Если даже считать, что в пределах этой точности у сверхпроводника есть какое-то небольшое сопротивление, то и тогда уменьшение тока в небольшой катушке можно будет заметить лишь через миллионы лет.

Оннес в опыте пропускал очень большой ток - десятки, если не  многие сотни ампер. Короче это был ток короткого замыкания. Сопротивление то почти нулю равно. Почти. А от обычной батарейки большого тока не будет. Следовательно, и сильного поля создать не удастся, такого чтоб реагировала магнитная стрелка. Для этого надо солидный электролитический аккумулятор, который при таком включении просто из строя выйдет, если не использовать ограничительного сопротивления или солидной защиты генератора тока от перегрузки. Вообще отклонение магнитной стрелки (точнее, ее ориентация по  оси кольца) в обычных условиях наблюдается при токах вызывающих солидный нагрев проводника вплоть до красного свечения. Вот, например, токи в обычном автомобильном стартере превышают несколько сот ампер без сильного нагрева при большом сечении провода во  втягивающем электромагните. Индукцию  такого электромагнита можно посчитать умножением  числа витков соленоида на индукцию одного витка.

К великому сожалению ни в одном из подобных опытов не регистрируется поведение магнитной стрелки в зависимости расстояния от кольца. По существующей теории расчета магнитного поля обычного не сверхпроводящего кольца (закон Био-Савара) индукция получается по формуле.

  

Магнитное поле Земли приблизительно равно 0,5·10–4 Тл.  На поле земли стрелка реагирует однозначно почти везде, если нет магнитных аномалий.

К примеру:

 при R = 0.1 м    I=200 A     μ0 = 4π·10–7 H/A2 ≈ 1,26·10–6 H/A2.

B=(1,26·10–6 *  200 )/2 *0.1    =12,6 10-4    тесла.

Просто невероятно, поле такого кольца должно быть в 25 раз сильнее земного, а соленоида в число витков раз еще больше. Но ни один из существующих соленоидов не заставляет дергаться магнитную стрелку уже в нескольких десятках метров от него.   Вопрос интересный в смысле верности методик измерения магнитного поля земли.

О чем речь?  Ток короткого замыкания в соленоиде не измерялся. Охладитель за короткое время у Онеса испарился – попросту выкипел. А в закрытом сосуде давление бы просто разорвало бы его. Да и давление не измерялось. Поэтому все повторы опыта проводились до выкипания при открытом сосуде или при постоянном пополнении охладителя. А это означает, что выделялось тепло и сопротивление явно не полный ноль. Просто уменьшение колоссального тока практически короткого замыкания достаточно мало при постоянном охлаждении.

 В случае малых амперных токов реакция магнитной стрелки не наблюдалась,  проверялось только сопротивление проводника. А оно равно нулю. И это все говорит об очень малой величине создаваемого сверхпроводником магнитного поля.  Точнее о его отсутствии как и нагревания до возникновения критического тока, или малой скорости охлаждения например быстрой прокачкой.  Жидкий гелий кипит и испаряется, но почему  при сверхпроводимости он должен испаряться и кипеть – особых причин нет-  ведь сверхпроводимость же….  Кипеть и испаряться начинает при критическом токе.  И это уже имеет смысл – критический ток уничтожает сверхпроводящее состояние.!!!! А вместе с тем и возникает магнетизм.

В одном из вариантов опыта используется два кольца из сверхпроводящего металла. Большее из колец неподвижно закрепляется, а меньшее концентрически подвешивается на упругой нити таким образом, что когда нить не закручена, плоскости колец образуют между собой некоторый угол. Кольца охлаждаются в присутствии магнитного поля ниже температуры Ткр , после чего поле выключается. При этом в кольцах возбуждаются токи, взаимодействие между которыми стремится уменьшить первоначальный угол между плоскостями колец. Нить закручивается, а наблюдаемое постоянство угла закручивания показывает, что токи в кольцах являются незатухающими. Опыты такого рода позволили, установить, что сопротивление металла в сверхпроводящем состоянии меньше, чем 10 -22 ОмЧсм (сопротивление чистых образцов Cu или Ag составляет около 10 -9 ОмЧсм при температуре жидкого гелия).

Величина токов наведенных в кольцах неизвестна. Но по закону Ампера кольца должны не просто изменять угол, но должны притягиваться(обязательно притягиваться) и сила притяжения даже при малых  наведенных токах должна быть достаточна для значительного смещения сразу всей плоскости подвешенного кольца к неподвижному, а не закручивания нити на малый угол. А отсутствие такого смещения говорит о невыполнении в данном случае закона Ампера, то есть об отсутствии сильного магнитного поля. Закручивание нити скорее всего происходит совершенно по другой причине, связанной по-видимому с изменением ее свойств в охлажденном состоянии и при изменении магнитного воздействия..

Вчистую с двумя проводниками опыт, аналогичный опыту Ампера не ставился. И понятно почему. Охлаждающая жидкость моментально выкипит.

Камерлинг-Оннес готовил еще один эксперимент с еще большей точностью измерений. Из ртути ученый изготовляет кольцо и подвешивает его горизонтально на тонкой нити. Если в таком кольце навести ток, выключив, например, находящийся поблизости электромагнит, нить закрутится на некоторый угол. Этот угол можно измерить с большой точностью, укрепив на нити зеркальце и прослеживая положение «зайчика». Если в кольце существует какое-нибудь сопротивление, ток в кольце будет постепенно затухать. Это приведет к ослаблению закручивания нити, и «зайчик» переместится. Камерлинг-Оннес проделывает этот опыт. «Зайчик» не трогается с места.

Однако при исследовании затухания тока в магнитном кольце внутри ниобий-циркониевой трубки (25% циркония) было найдено, что поток все-таки затухает. Это затухание происходит по логарифмическому закону – за первую секунду поток снижается на 1%, за следующие 10 с – еще на 1% и т.д. Полное затухание потока в этой.трубке, т.е. снижение его до значения, которое уже нельзя измерить современными приборами, займет 1092 лет. Это время в миллиарды миллиардов раз превышает время существования нашей Галактики. К результатам таких экспериментов следует, однако, подходить с осторожностью. Известно, что всякое кольцо, создающее магнитное поле, испытывает силы, стремящиеся увеличить кольцо в размерах, попросту разорвать его. Увеличение диаметра кольца хотя бы на одну миллионную часть сразу же выразится в снижении поля, которое можно приписать наличию в сверхпроводнике электрического сопротивления.

 

И тут дело опять в невыполнении закона Ампера и отсутствии больших растягивающих сил.

В противном случае следует считать, что для сверхпроводящего соленоида энергия на создание магнитного поля не тратится, то есть происходит нарушение закона сохранения энергии.

Вывод только один. Магнитное поле появляется на короткое время, в момент перехода сверхпроводника в нормальное состояние, так как ток критический. Ток падает.  При этом выделяется тепло и магнитное излучение. Охладитель резко начинает вскипать и испаряться, чем снова уменьшает температуру проводника, что опять ведет к увеличению тока. Таким образом, имеем пульсацию и частота ее зависит от скорости охлаждения. Великолепный пример пульсации это эм излучение получаемое в опыте Джозефсона.

 

По принятой на сегодня схеме:

Проникновение магнитного поля в сверхпроводник 2-го рода происходит в виде так называемых абрикосовских вихрей — несверхпроводящий участок материала с кольцевым током размером ξ, который несет в себе квант магнитного потока Φ0.

 

Но сначала немного теории от квантовой механики. Важными характеристиками сверхпроводящего состояния являются длина когерентности ξ (то есть расстояние, на котором электроны взаимодействуют друг с другом, создавая сверхпроводящее состояние) и лондоновская глубина проникновения (см. London penetration depth) магнитного поля в сверхпроводник λ. Понятие длины когерентности было введено английским физиком Альфредом Пиппардом (Alfred Pippard) еще до создания теории БКШ (Бардина–Купера–Шриффера) и, как выяснилось с созданием микроскопической теории сверхпроводимости, грубо говоря означает размер куперовской пары. Понятие лондоновской глубины проникновения появилось в результате теоретических исследований братьев Хайнца и Фрица Лондонов (Heinz London и Fritz London) по электродинамике сверхпроводящего состояния, и дало возможность объяснить эффект Мейснера — явление выталкивание магнитного поля из сверхпроводника.

 

Рис. 2. Основные элементы конструкции сверхпроводящего магнита: 1 — контакт для присоединения к внешним цепям; 2 — многожильный сверхпроводящий провод в изоляционном покрытии, припаянный к контакту; 3 — рабочий объем соленоида, максимальная напряженность поля создается в его центре; 4 — текстолитовый диск для монтажа контактов и закрепления соленоида в криостате; 5 — металлический каркас соленоида; 6 — сверхпроводящая обмотка; 7 — силовой бандаж обмотки; 8 — изолирующие прокладки между слоями обмотки. Рис. с сайта bse.sci-lib.com

 

 

 

С появлением в 1950 году феноменологической теории сверхпроводимости Гинзбурга–Ландау оказалось, что параметры ξ и λ увеличиваются с ростом температуры по одинаковому закону. Поэтому отношение k = λ / ξ представляет собой константу и, как показал спустя 7 лет Алексей Абрикосов, является критерием деления сверхпроводников на две группы Сверхпроводники 2-го рода, имеющие параметры Гинзбурга – Ландау более 1/√2, – это в основном различные сверхпроводящие сплавы, если меньше, то сверхпроводники 1-го рода.

 

То есть вообще-то k и не константа!!! А коэффициент.

 

К сверхпроводникам 1-го рода относятся все чистые элементы-сверхпроводники, кроме ванадия и ниобия, говорят и технеция.

 

И сразу вопрос, почему только они?

 

Сплавы, интерметаллические соединения, а также вышеупомянутые ванадий и ниобий — это сверхпроводники 2-го рода. Их важным отличием от сверхпроводников 1-го рода является необычное поведение в магнитном поле. До некоторого значения Bc1 магнитное поле не попадает внутрь сверхпроводника (эффект Мейснера выполняется), при дальнейшем увеличении поля от Bc1 до некоторого значения Bc2 оно проникает в сверхпроводник в виде «нитей» с кольцевыми токами (их называют абрикосовскими вихрями; см. Abrikosov vortex), представляющих собой нормальный, несверхпроводящий участок размером порядка длины когерентности и несущих в себе квант магнитного потока Φ0 (см. рис. 1).

 

По мере увеличения поля вихри постепенно заполняют весь сверхпроводник. Условно говоря, в образце одновременно сосуществуют сверхпроводящие и нормальные области — чем ближе магнитное поле к Bc2, тем больше нормальных областей. Такое состояние сверхпроводника называют резистивным (также его называют смешанным состоянием или фазой Шубникова). Несмотря на наличие нормальных областей, в целом образец остается сверхпроводящим, то есть по-прежнему проводит ток без сопротивления. Когда же значение магнитного поля достигает Bc2, сверхпроводимость полностью разрушается.

 

Величины Bc1 и Bc2 называют первым (нижним) и вторым (верхним) критическим полем сверхпроводника. Как правило, значение первого критического поля невысокое и может составлять порядка сотых долей тесла (у Земли магнитное поле приблизительно равно 0,0005 Тл), зато второе поле значительно выше и достигает нескольких тесла (см. рис. 3). Это позволяет на практике использовать сверхпроводники второго рода как важный элемент в конструкции магнитов для создания постоянных сильных полей, не превышающих значение Bc2 (см. на рис. 2 схему сверхпроводящего магнита). Достаточно «запустить» в сверхпроводящую обмотку ток, и создаваемое этой обмоткой поле не будет уменьшаться.

 

Рис. 3. Параметры некоторых сверхпроводников второго рода. (* — для иттрий-бариевой керамики второе критическое поле в силу анизотропии кристаллической решетки зависит от направленности магнитного поля; первая цифра 70 соответствует случаю, когда силовые линии магнитного поля ориентированы параллельно образцу, вторая — когда перпендикулярно.) Для сравнения: в сверхпроводниках 1-го рода сверхпроводимость разрушается при значениях критического поля Bc, в основном не превышающих 0,1 Тл. Рекордсменом является ниобий, у которого Bc = 0,198 Тл

 

Эти данные взяты из уважаемого источника, и тут же недоумение по поводу того самого Ниобия в чистом виде. Вообще получение чистых ли металлов мы имеем. А что же, изотопный состав не имеет значения? Если имеет, почему нет об этом упоминаний?

 

 

 

 

Однако остается открытым вопрос о механической устойчивости магнитов, генерирующих поля с такими гигантскими значениями индукции. Сильные магнитные поля способны запросто деформировать конструкцию магнита. Происхождение этого эффекта связано с действием так называемой силы Ампера — силы, с которой магнитное поле действует на проводник с током. Зависимость давления магнитного поля (см. Magnetic pressure) от его «силы» (индукции В) является квадратичной: например, если при В = 1 Тл создается давление 4 атмосферы, то увеличение магнитного поля в 100 раз увеличит давление до 40 тыс. атмосфер. Неизвестно, сможет ли выдержать такую нагрузку конструкция со сверхпроводящим магнитом. В любом случае, последнее слово останется за технологами. Удастся ли им создать такие постоянные магниты, покажет время.

 

Источники:

1) F. Hunte, J. Jaroszynski, A. Gurevich, D. C. Larbalestier, R. Jin, A. S. Sefat, M. A. McGuire, B. C. Sales, D. K. Christen, D. Mandrus. Two-band superconductivity in LaFeAsO0.89F0.11 at very high magnetic fields // Nature. Published online 28 May 2008 (doi:10.1038/nature07058). Полный текст доступен также в архиве е-принтов: arXiv:0804.0485.

2) X. L. Wang, R. Ghorbani, G. Peleckis, S. X. Dou. Very high critical field and superior Jc-field performance in NdO0.82F0.18FeAs with Tc of 51 K // arXiv:0806.0063 (31 May 2008).

 

Скачком меняется также одна из самых важных тепловых величин — теплоемкость, или количество теплоты, необходимое для изменения температуры вещества. Есть легко запоминающееся правило: для того чтобы в комнатных условиях нагреть 1 г воды на 1 градус, нужна 1 калория теплоты (1 кал чуть больше, чем 4 Дж; 1 джоуль — это работа силы 1 ньютон на расстоянии 1 м). Это правило означает, что теплоемкость воды при комнатной температуре равна единице.

Обычно при охлаждении вещества его теплоемкость уменьшается; в момент сверхпроводящего перехода, однако, она скачком увеличивается приблизительно в 2,5–3 раза (см. рис. 13).

Рис. 13. Зависимость теплоемкости от температуры вблизи сверхпроводящего перехода. Голубой линией обозначен ход теплоемкости нормального металла (если бы не было сверхпроводящего перехода)

Для сравнения приведем значения теплоемкости некоторых веществ при комнатной температуре и значения теплоемкости в нормальной фазе накануне сверхпроводящего перехода:

 

Все объясняется тем, что энергетические спектры, как поглощения, так и отражения и поглощения изменяются с изменением температуры и давления.

Это установлено экспериментально. С ростом температуры линии спектров уширяются и сдвигаются в красную сторону. С падением температуры (увеличением давления) смещение в фиолетовую сторону и сужение не только линий, но и расстояний между ними.  Термодинамика блин. Хотя какая термо, да еще и динамика, если времени в такой динамике ни в одной формуле нет, кроме МКТ и неравновесной термодинамики у которой с успехами очень туго.

Короче, разреженные газы именно поэтому лучше проводят ток, чем плотные.

Да и оно теоретически можно было бы догадаться квантовой механике.

А то, привыкли только в парообразном состоянии спектр снимать. А как насчет спектра отражения от «холодных» поверхностей. Небось зеленый цвет травы это основная линия отражения, а ведь в спектре ни поглощения ни излучения хлорофилла полосы частоты зеленого не наблюдается.

Еще одна крамола – твердое состояние не есть идеал плотности вещества. Не  только вода да висмут имеет критические скачки плотности в сторону ее сначала увеличения, а потом в сторону уменьшения при охлаждении. Не только лед расширяется при замерзании (падает плотность). Этот эффект есть практически у всех углеводородов: масел, спиртов, парафинов, полимеров. Да и других соединений. Не трудно скорее всего предположить, что и у металлов плотность где-то в районе сверхпроводимости точно также скачет. Ведь плотность в этом состоянии никто не измерял экспериментально. Зато резко падает плотность у гелия.

Но что интересно, у металлов во время такого фазового перехода резко увеличивается пластичность. А это уже факт в пользу увеличения плотности.

А для гелия это было почему-то сделано и получено несомненное подтверждение вышесказанному. Явное уменьшение плотности при переходе от гелия I  к гелию II.

 Поскольку при понижении температуры спектры почти у всех металлов все более смещаются в фиолетовую область и даже больше, в ультрафиолетовую, следует вполне логичный вывод : не электроны являются переносчиком тока, а излучение – свет. И свет обеспечивает сверхпроводимость именно в ультрафиолетовой полосе.

То есть совпадение спектров излучения от металла при нормальной температуре в широкой полосе и в узкой полосе спектра поглощения у металла при низкой температуре. Проблематичность существования электрона как частицы и переносчика электрического тока показана в статье  электрон и электрон2

Что тут же наталкивает на мысли о полупроводимости: ведь виноваты в ней не дырки от бублика да всякие электроны с экситонами и прочей нечистью. Здесь опять имеет место быть плотность и спектры.

Какой богатый материал для более корректно поставленных новых экспериментов.

В эту же копилку с уменьшением плотности капает структурированность современных высокотемпературных сверхпроводников на базе керамических спекаемых соединений. Та же пониженная плотность упакованности все тех же металлов. Уже тут никак не работает квантовая теория сверхпроводимости с ее фононами да куперовскими парами.

Насчет эффекта Мейснера.

Стоит добавить, что якобы выталкивание сверхпроводника из магнитного поля является следствием отражения магнитного потока (излучения). То есть это несовпадения спектра излучения со спектром поглощения.

Отсутствие сопротивления электрическому току означает отсутствие потерь на это сопротивление, то есть отсутствие затрат энергии. Как-то принято считать, что эта энергия только тепловая. Но ведь существуют еще помимо этого потери на создание магнитного поля проводником. Закон Джоуля-Ленца учитывает явно только тепло, но не декларирует конкретно потерь на создание магнитного поля!!!  Любой соленоид и провод помимо нагрева излучает магнитное поле.

    Не нарушая закона сохранения энергии нельзя предположить, что сверхпроводник создает вокруг себя при прохождении тока магнитное поле.

То есть использование «сверхпроводящих» магнитов в полной мере бессмысленно в чисто сверхпроводящем режиме. В переходном режиме - да.  Колоссальное увеличение тока все-таки приводит к исчезновению сверхпроводимости и мгновенному росту сопротивления со всеми вытекающими последствиями. Это значительное выделение тепла и соответственно значительное увеличение магнитного действия (магнитное излучение).  Чтобы вернуться опять в сверхпроводящее состояние необходимо быстро отводить тепло, дополнительно охлаждая магнит, либо сбрасывать мощность на сторону. Что означает пульсирующий режим работы такого магнита. При этом сверхсильных магнитных полей создать не удастся, разве что все более и более увеличивая мощности, затрачиваемые на охлаждение, то есть увеличением частоты импульсов. Сбросом энергии накопленной в сверхпроводнике на сторону этого не добьешься.

 

Объяснение сверхпроводимости при помощи куперовских пар не выдерживает никакой критики. Опять за носитель принимается электрон. Только тут уже конденсированный газ бозе-частиц из пар фермионов-электронов. При этом пары электронов образуются, переходя через потенциальный барьер кулоновского отталкивания. Сам газ не отпускает такие пары за счет конденсации при низкой температуре. Ну прямо детский лепет. Если нельзя, но очень хочется, то можно.  В нормальном состоянии электроны идут по проводнику и испытывают столкновения с атомами решетки. А тут не просто газ свободных электронов, а конденсированный газ. Следовательно, более плотный раз. Если более плотный, плотнее чем обычный газ свободных электронов, значит хотя бы на проценты должно увеличиться количество столкновений.

Пары в два раза объемней и тяжелее в два раза электрона, это два. Третье, это увеличение заряда такого облака в два раза. Четвертое это начало процесса – создание высокой концентрации отрицательного заряда при подаче напряжения из проводника с нормальным состоянием должно приводить к сильному увеличению   отрицательного потенциала  в начале сверхпроводника и этот процесс никак теоретически не поддерживается. А на практике этого не происходит. Поскольку должен происходить рост напряжения,  должен произойти и заметный скачок тока, поскольку это сверхпроводник. Но и этого нет. Падение напряжения практически отсутствует из-за нулевого сопротивления проводника.

Эффект захвата поля

После левитации магнита над сверхпроводником можно взять магнит пальцами и сверхпроводник на том же расстоянии что и при левитации следует за магнитом. Перед левитацией удерживаемый пальцами магнит отталкивает сверхпроводник (проявление эффекта Мейснера). Левитация сама по себе тоже проявление того же эффекта. В общем-то это не захват, а балансирование на грани. Отраженное излучение тоже притягивает как и прямое отталкивает, только чуть меньше.

Высокотемпературная сверхпроводимость.

И там и там совпадение основных линий спектров поглощения и излучения.

Постоянные магниты это сверхпроводники.

Сверхпроводники излучения при нормальной температуре.

И здесь тоже работает  плотность – уменьшение плотности за счет структурирования и подбора методами тыка материалов.

Хотя достаточно опять же выяснить только сопадающие спектральные полосы элементов не только излучения поглощения,  но и отражения причем выяснить и температурную зависимость спектров от температуры желательно от рентгеновского до Ик диапазона.

В  квантовой механике  теоретически никак этот вопрос даже не затрагивается  хотя бы с философской  точки зрения.

Сверхтекучесть.

Сверхнизкая атомная плотность гелия.

В общем  все достаточно просто….

ПЕРЕНОС ПО ПЛЕНКЕ.
     Поверхность тела,  соприкасающегося с Не  II  покрывается пленкой сверхтекучего гелия,  по которой может происходить перенос жидкости из одного сосуда в другой.
        Так, например ,  пустой стакан,  погруженный не до краев в Не II через некоторое время заполнится гелием.  Скорость переноса от разности уровней жидкости не зависит,  и определяется только периметром стенок в самом узком месте соединения.
        Поскольку тонкую пленку можно рассматривать как капилляр, то при переносе гелия на пленке  имеет  место  термохимический эффект. Можно  усилить эффект, увеличив периметр тела, соединяющего два сосуда, например, вставив пучок проволок.
        Эффект нашел применение для разделения изотопов гелия Не3 и Не-4. Не-3 не свехтекучий, и по пленке сосуда, содержащего смесь изотопов удаляется сам собой только изотоп Не-4.  Движение пленки можно остановить ,  если поместить пленку
между обкладками конденсатора,  на который подано напряжение с частотой 40-50 Герц.

         Здесь нет комментариев…

Сверхпроводимость от столпов физики можно посмотреть в любом учебнике.

 

Эффект Мейснера вызывает один вопрос: почему сверхпроводник практически любой формы  висит в магнитном потоке, а не выталкивается им в сторону? Все дело в том, что магнитный поток исходящий из северного полюса не однороден.  Работает краевой эффект. И следовательно у плоской поверхности наконечника имеется ослабленное действие по сравнению с краями. Одним словом яма. Поток отражается от образца, который практически оказывается в яме этого потока. Короче зеркальное отражение практически не действует механически на сам образец, но зато встречается с основным потоком  тем самым создает удобную лежанку. Так, что если пальцами поменять положение образца, он там и промнет где его положат.

 

Фатьянов А.В.  7.07.2009   Спб.     Fatyalink@mail.ru

 

 

В начало на лист изменений

 

Website Hit Counter
Free Web Counter