第二節(jié)傳統(tǒng)超導(dǎo)電體的超導(dǎo)電性理論第二節(jié)傳統(tǒng)超導(dǎo)電體的超導(dǎo)1第二節(jié)傳統(tǒng)超導(dǎo)電體的超導(dǎo)電性理論1)唯象理論①二流體模型②倫敦方程③金茲堡-朗道理論第二節(jié)傳統(tǒng)超導(dǎo)電體的超導(dǎo)電性理論2(2)傳統(tǒng)超導(dǎo)體的微觀機(jī)制①同位素效應(yīng)②超導(dǎo)能隙③庫(kù)柏電子對(duì)④相干長(zhǎng)度⑤BCS理論(2)傳統(tǒng)超導(dǎo)體的微觀機(jī)制3◆為什么會(huì)發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象?啟動(dòng)InternetEx詞覽器◆為什么會(huì)發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象?4一、唯象理論①二流體模型早期為了解釋超導(dǎo)體,1934年戈持(C.JGorter)和卡西米爾(HB.G.Casimir)以超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變時(shí)發(fā)生熱力學(xué)變化作為依據(jù)提出超導(dǎo)電性的二流體模型,它包含以下三個(gè)假設(shè):一、唯象理論5假設(shè)(一)金屬處于超導(dǎo)態(tài)時(shí),自由電子(總數(shù)為n)分為兩部分:一部分叫正常電子nn(Jn=nnenvn);nn大約為10=102cm3)另一部分叫超流電子n。(Js=nses)nEnstnnJ為電流密度,e為電子密度,V為電子速度假設(shè)(一)6(二)超導(dǎo)態(tài)時(shí),自由電子中的正常電子nn一由于受到晶格振動(dòng)的散射而產(chǎn)生電阻,所以對(duì)熵有貢獻(xiàn),有電阻超導(dǎo)態(tài)的電子不受晶格散射,又因?yàn)槌瑢?dǎo)態(tài)是低能量狀態(tài),所以超流電子對(duì)熵沒(méi)有貢獻(xiàn),電阻為零(二)7超流電子在晶格中無(wú)阻地流動(dòng),它占電子總數(shù)一的N/N。兩部分電子占據(jù)同一體積,在空間上相互滲透,彼此獨(dú)立地運(yùn)動(dòng),構(gòu)成總電流密度無(wú)序一有序超流電子在晶格中無(wú)阻地流動(dòng),它占電子總數(shù)一8為什么可以做這三點(diǎn)假設(shè):認(rèn)為超導(dǎo)態(tài)比正常態(tài)更為有序,超導(dǎo)態(tài)是由電子發(fā)生某種有序變化所引起的!為什么可以做這三點(diǎn)假設(shè):91、當(dāng)超導(dǎo)態(tài)H=Hc時(shí),磁場(chǎng)中超導(dǎo)態(tài)將轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)。故超導(dǎo)態(tài)的自由能要比正常態(tài)低!2、超導(dǎo)態(tài)的電子不受晶格散射,是低能量狀態(tài),所以超流電子對(duì)熵沒(méi)有貢獻(xiàn)1、當(dāng)超導(dǎo)態(tài)H=Hc時(shí),磁場(chǎng)中超導(dǎo)態(tài)將轉(zhuǎn)變?yōu)?0超導(dǎo)的電性理論課件11超導(dǎo)的電性理論課件12超導(dǎo)的電性理論課件13超導(dǎo)的電性理論課件14超導(dǎo)的電性理論課件15超導(dǎo)的電性理論課件16超導(dǎo)的電性理論課件17超導(dǎo)的電性理論課件18超導(dǎo)的電性理論課件19超導(dǎo)的電性理論課件20超導(dǎo)的電性理論課件21超導(dǎo)的電性理論課件22超導(dǎo)的電性理論課件23超導(dǎo)的電性理論課件24超導(dǎo)的電性理論課件25超導(dǎo)的電性理論課件26超導(dǎo)的電性理論課件27超導(dǎo)的電性理論課件28超導(dǎo)的電性理論課件29超導(dǎo)的電性理論課件30超導(dǎo)的電性理論課件31超導(dǎo)的電性理論課件32超導(dǎo)的電性理論課件33超導(dǎo)的電性理論課件34超導(dǎo)的電性理論課件35超導(dǎo)的電性理論課件36超導(dǎo)的電性理論課件37超導(dǎo)的電性理論課件38超導(dǎo)的電性理論課件39超導(dǎo)的電性理論課件40超導(dǎo)的電性理論課件41超導(dǎo)的電性理論課件42超導(dǎo)的電性理論課件43超導(dǎo)的電性理論課件44超導(dǎo)的電性理論課件45超導(dǎo)的電性理論課件46超導(dǎo)的電性理論課件47超導(dǎo)的電性理論課件48超導(dǎo)的電性理論課件49超導(dǎo)的電性理論課件50超導(dǎo)的電性理論課件51超導(dǎo)的電性理論課件52超導(dǎo)的電性理論課件53超導(dǎo)的電性理論課件54超導(dǎo)的電性理論課件55超導(dǎo)的電性理論課件56超導(dǎo)的電性理論課件57超導(dǎo)的電性理論課件58超導(dǎo)的電性理論課件59超導(dǎo)的電性理論課件60超導(dǎo)的電性理論課件61超導(dǎo)的電性理論課件62超導(dǎo)的電性理論課件63超導(dǎo)的電性理論課件64超導(dǎo)的電性理論課件65超導(dǎo)的電性理論課件66超導(dǎo)的電性理論課件67第二節(jié)傳統(tǒng)超導(dǎo)電體的超導(dǎo)電性理論第二節(jié)傳統(tǒng)超導(dǎo)電體的超導(dǎo)68第二節(jié)傳統(tǒng)超導(dǎo)電體的超導(dǎo)電性理論1)唯象理論①二流體模型②倫敦方程③金茲堡-朗道理論第二節(jié)傳統(tǒng)超導(dǎo)電體的超導(dǎo)電性理論69(2)傳統(tǒng)超導(dǎo)體的微觀機(jī)制①同位素效應(yīng)②超導(dǎo)能隙③庫(kù)柏電子對(duì)④相干長(zhǎng)度⑤BCS理論(2)傳統(tǒng)超導(dǎo)體的微觀機(jī)制70◆為什么會(huì)發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象?啟動(dòng)InternetEx詞覽器◆為什么會(huì)發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象?71一、唯象理論①二流體模型早期為了解釋超導(dǎo)體,1934年戈持(C.JGorter)和卡西米爾(HB.G.Casimir)以超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變時(shí)發(fā)生熱力學(xué)變化作為依據(jù)提出超導(dǎo)電性的二流體模型,它包含以下三個(gè)假設(shè):一、唯象理論72假設(shè)(一)金屬處于超導(dǎo)態(tài)時(shí),自由電子(總數(shù)為n)分為兩部分:一部分叫正常電子nn(Jn=nnenvn);nn大約為10=102cm3)另一部分叫超流電子n。(Js=nses)nEnstnnJ為電流密度,e為電子密度,V為電子速度假設(shè)(一)73(二)超導(dǎo)態(tài)時(shí),自由電子中的正常電子nn一由于受到晶格振動(dòng)的散射而產(chǎn)生電阻,所以對(duì)熵有貢獻(xiàn),有電阻超導(dǎo)態(tài)的電子不受晶格散射,又因?yàn)槌瑢?dǎo)態(tài)是低能量狀態(tài),所以超流電子對(duì)熵沒(méi)有貢獻(xiàn),電阻為零(二)74超流電子在晶格中無(wú)阻地流動(dòng),它占電子總數(shù)一的N/N。兩部分電子占據(jù)同一體積,在空間上相互滲透,彼此獨(dú)立地運(yùn)動(dòng),構(gòu)成總電流密度無(wú)序一有序超流電子在晶格中無(wú)阻地流動(dòng),它占電子總數(shù)一75為什么可以做這三點(diǎn)假設(shè):認(rèn)為超導(dǎo)態(tài)比正常態(tài)更為有序,超導(dǎo)態(tài)是由電子發(fā)生某種有序變化所引起的!為什么可以做這三點(diǎn)假設(shè):761、當(dāng)超導(dǎo)態(tài)H=Hc時(shí),磁場(chǎng)中超導(dǎo)態(tài)將轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)。故超導(dǎo)態(tài)的自由能要比正常態(tài)低!2、超導(dǎo)態(tài)的電子不受晶格散射,是低能量狀態(tài),所以超流電子對(duì)熵沒(méi)有貢獻(xiàn)1、當(dāng)超導(dǎo)態(tài)H=Hc時(shí),磁場(chǎng)中超導(dǎo)態(tài)將轉(zhuǎn)變?yōu)?7超導(dǎo)的電性理論課件78超導(dǎo)的電性理論課件79超導(dǎo)的電性理論課件80超導(dǎo)的電性理論課件81超導(dǎo)的電性理論課件82超導(dǎo)的電性理論課件83超導(dǎo)的電性理論課件84超導(dǎo)的電性理論課件85超導(dǎo)的電性理論課件86超導(dǎo)的電性理論課件87超導(dǎo)的電性理論課件88超導(dǎo)的電性理論課件89超導(dǎo)的電性理論課件90超導(dǎo)的電性理論課件91超導(dǎo)的電性理論課件92超導(dǎo)的電性理論課件93超導(dǎo)的電性理論課件94超導(dǎo)的電性理論課件95超導(dǎo)的電性理論課件96超導(dǎo)的電性理論課件97超導(dǎo)的電性理論課件98超導(dǎo)的電性理論課件99超導(dǎo)的電性理論課件100超導(dǎo)的電性理論課件101超導(dǎo)的電性理論課件102超導(dǎo)的電性理論課件103超導(dǎo)的電性理論課件104超導(dǎo)的電性理論課件105超導(dǎo)的電性理論課件106超導(dǎo)的電性理論課件107超導(dǎo)的電性理論課件108超導(dǎo)的電性理論課件109超導(dǎo)的電性理論課件110超導(dǎo)的電性理論課件111超導(dǎo)的電性理論課件112超導(dǎo)的電性理論課件113超導(dǎo)的電性理論課件114超導(dǎo)的電性理論課件115超導(dǎo)的電性理論課件116超導(dǎo)的電性理論課件117超導(dǎo)的電性理論課件118超導(dǎo)的電性理論課件119超導(dǎo)的電性理論課件120超導(dǎo)的電性理論課件121超導(dǎo)的電性理論課件122超導(dǎo)的電性理論課件