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超导电性的发现

  • 日期:2009-07-27 09:08
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1898年,英国物理学家杜瓦,克服重重困难,首次液化了氢气,为低温物理的发展迈出了重要的一步。事隔八年之后,卡末林·昂内斯也成功地液化了氢气,而且由于方法上的革新。1908年7月10日昂内斯第一次成功地获得了液化氦,使温度可以降低到4K左右。1910 年又把低温推进到 1.04K,真正逼近了绝对零度,所以昂内斯的朋友都风趣地赠给他一个头衔“绝对零度先生”。物理学家致力于低温,并不仅仅是为了液化气体,更不是为获得最低的低温数字。而是要研究物质在低温时的性质。杜瓦发现,金属的电阻随温度的降低而减小。能斯特的工作表明,纯金属的电阻最终在绝对零度消失。昂内斯在液氢的温度下测量了金属物质金、汞、银、铋等的电阻,发现不同水银的电阻是温度的函数。
     在 4.2°K时,由于出现了超导性,电阻突然消失了。纯度的金属在低温下电阻变化不同,而且金属越纯,随着温度的降低,其电阻就变得越小。昂内斯继续在液氦温度下,测量了汞。因为汞在室温下为液态,易用蒸馏法获得很高的纯度。这次测量的结果使昂内斯大为惊讶。1911年4月28日,卡末林·昂内斯发表了一篇题为《在液氦温度下纯汞的电阻》的论文,向世界宣告,“纯汞能够被带到这样一个状态,其电阻变为零,或者说至少觉察不出与零的差异。”人们第一次看到了超导电性!人们都知道,金属导电时有电阻,而昂内斯发现在液氦温区汞没有电阻,这无疑是物理学上的一个重大发现。这种零电阻的特性就叫超导电性,具有这种性质的物体就叫超导体,出现超导电性的温度叫转变温度或临界温度。昂内斯进一步的实验给出了汞电阻在液氦温度下随温度的变化曲线。

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