江濱浩，2002.6

超導(dǎo)體的電磁性質(zhì)超導(dǎo)電性、Meissner

效應(yīng)理想導(dǎo)體中的磁通凍結(jié)倫敦方程

超導(dǎo)體的趨扶性超導(dǎo)體電磁性質(zhì)方程磁通俘獲和磁通量子化

第二類超導(dǎo)體超導(dǎo)電性當(dāng)溫度下降之某臨界溫度之下，物質(zhì)的電阻率突然下降至零，對汞，超導(dǎo)電性：電阻率為零，電導(dǎo)率為無窮大超導(dǎo)態(tài)的基本條件：臨界溫度與外加磁場相關(guān)，或曰臨界磁場與溫度相關(guān)失超超導(dǎo)相(-268.9度)

1911年，昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象

1986年，高溫超導(dǎo)取得突破，中國在其中理想導(dǎo)體歐姆定律在電磁場中運(yùn)動(dòng)的理想導(dǎo)體，歐姆定律為：絕緣體在磁場中運(yùn)動(dòng)，因不帶電，而幾乎沒有什么阻礙導(dǎo)體呢？理想導(dǎo)體呢？會(huì)有怎樣？超導(dǎo)體，其電阻為零，也可以稱為理想導(dǎo)體：但理想導(dǎo)體與超導(dǎo)體有其他不同的性質(zhì)，例如在磁場中的行為導(dǎo)體靜止參考系中電場理想導(dǎo)體中的磁通凍結(jié)理想導(dǎo)體中任一回路包圍的磁通變化：不管磁場如何變化、回路如何運(yùn)動(dòng)、或者回路產(chǎn)生形變，由理想導(dǎo)體構(gòu)成的回路包圍的磁通量保持不變，這就是磁通凍結(jié)效應(yīng)。理想導(dǎo)體要求內(nèi)部磁通不變，但不要求為零（不具有

Meissner效應(yīng)）。設(shè)曲面回路運(yùn)動(dòng)或變形對流導(dǎo)數(shù)磁通凍結(jié)的直觀解釋設(shè)理想導(dǎo)體球原有一根磁力線，球運(yùn)動(dòng)、變形后磁通始終保持不變普通導(dǎo)體冷卻理想導(dǎo)體（撤去外磁場）理想導(dǎo)體磁通凍在理想導(dǎo)體內(nèi)完全電離等離子體也有同樣的性質(zhì)激勵(lì)磁場的感應(yīng)電流

倫敦第一方程:超導(dǎo)電流與電場的關(guān)系，并有如下結(jié)論倫敦第一方程無電場時(shí)仍可以存在超導(dǎo)電流，

超導(dǎo)電流完全來源于超導(dǎo)電子的貢獻(xiàn)傳導(dǎo),損耗電流為零,超導(dǎo)體的電導(dǎo)率趨于無窮大--超導(dǎo)超導(dǎo)體中:在恒定情況下，超導(dǎo)體的零電阻性在交變情形下，。因而，交變情形下超導(dǎo)體是有電阻損耗的．交流損耗的大小為低頻時(shí)，損耗是很小的。超導(dǎo)體更適合于直流（低頻）電流的支撐－普通歐姆定律－損耗電流

倫敦第二方程如何解釋邁斯納效應(yīng)(超導(dǎo)體內(nèi)部B=0

)若超導(dǎo)體中的電流產(chǎn)生的磁場總是抵消外加磁場，則可以解釋Meissner效應(yīng)—現(xiàn)在說明倫敦第一、第二方程和麥?zhǔn)系诙匠淌窍嗳莸膫惗氐诙匠?—再兩個(gè)系數(shù)應(yīng)該一致為任意標(biāo)量場欲使第一與第二方程自洽，應(yīng)該?。簜惗氐诙匠?/p>

－磁場和電流的薄層分布現(xiàn)利用倫敦第二方程解釋Meissner效應(yīng)超導(dǎo)體內(nèi)部磁場指數(shù)衰減，若穿透深度很小，即可以解釋Meissner

效應(yīng)擴(kuò)散方程，一維情況的解為：超導(dǎo)體稱為穿透深度與穩(wěn)定磁場方程聯(lián)立

超導(dǎo)體是完全抗磁體可以將超導(dǎo)體視為特定磁介質(zhì)超導(dǎo)體是完全抗磁體，超導(dǎo)電流源于外加磁場，或兩種描述方式：（1)超導(dǎo)電流為自由電流，磁導(dǎo)率（2)超導(dǎo)電流為磁化電流，磁導(dǎo)率后者研究超導(dǎo)體的某些特性可能更方便，例超導(dǎo)體的居間態(tài)并認(rèn)為磁介質(zhì)的電導(dǎo)率為零，原來意義的傳導(dǎo)電流并不存在，超導(dǎo)電流視為磁化電流。于是，有超導(dǎo)體電磁性質(zhì)方程描述超導(dǎo)體現(xiàn)象的超導(dǎo)體電磁性質(zhì)（物性）方程為：－電場起著加速超導(dǎo)電流和維持正常電流作用，－磁場可看作電流的’源’起著維持超導(dǎo)電流（有旋）的作用,(形成面電流分布).－比較.合并構(gòu)成了研究超導(dǎo)體電磁學(xué)問題的基本方城組（出發(fā)點(diǎn)）再與電磁場的基本方程組聯(lián)立磁通俘獲和磁通量子化正常相加外磁場超導(dǎo)磁體撤去磁場內(nèi)表面電流—設(shè)當(dāng)時(shí)，把正常態(tài)的超導(dǎo)環(huán)放置于外磁場中．降低溫度使T＜Tc

該環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)，然后撤去外磁場．通過環(huán)孔的磁通量仍然被保持

（捕獲）在環(huán)孔內(nèi)，同時(shí)在超導(dǎo)環(huán)內(nèi)面薄層內(nèi)誘導(dǎo)出超導(dǎo)電流，它維持著環(huán)孔的磁通量。若無擾動(dòng)，超導(dǎo)電流與被捕獲的磁通量將長期存在著?！徊东@磁通量是量子化的，即它只能等于某一個(gè)磁通量的整數(shù)倍—超導(dǎo)電性的量子本質(zhì)所引起的．磁通量子

與理想導(dǎo)體磁量凍結(jié)的結(jié)論一致第二類超導(dǎo)第二類超導(dǎo)體(也稱硬超導(dǎo)體)

在H<Hc1

時(shí)倫敦方程成立，超導(dǎo)體表現(xiàn)邁斯納效應(yīng)，在其內(nèi)部B＝0.

當(dāng)磁場增強(qiáng)至超過第一臨界磁場Hc1

時(shí)，磁場開始以量子化磁通線形式進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)．在磁通線內(nèi)為正常態(tài)，磁通線之間仍為超導(dǎo)態(tài)．物體仍保持超導(dǎo)電性．當(dāng)磁場再增強(qiáng)至超過第二臨界磁場Hc2時(shí)，磁場布滿物體內(nèi)部，整個(gè)物體轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)．

對錫而言,

Hc1~3A/m,Hc2~A/m第二類超導(dǎo)體有較高的臨界磁場Hc2,

能通過較強(qiáng)的超導(dǎo)電流(直流),因而,第二類超導(dǎo)體有更重要的實(shí)際應(yīng)用

半徑為a的直導(dǎo)線的臨界電流實(shí)用的超導(dǎo)體越大越好,但超過臨界值,將失去超導(dǎo)等特性正常態(tài)混合態(tài)超導(dǎo)體應(yīng)用反磁性的應(yīng)用超導(dǎo)體導(dǎo)線高功率發(fā)電機(jī)核磁共振斷層掃瞄儀超導(dǎo)量子干涉儀超導(dǎo)電磁動(dòng)力船超導(dǎo)體與外磁場的斥力作用－使超導(dǎo)體可懸浮在空中－超導(dǎo)重力儀，超導(dǎo)磁懸浮列車(完全抗磁性)無損耗輸電（直流電）(無直流損耗性)產(chǎn)生強(qiáng)磁