فوق هدایت Superconductivity
سال
: 2020.11.07ګروه ها
: فزیکقیمت
: 300تعداد صفات
: 55کد فایل
: 579مقطع
: لیسانس
مقدمه: فوق هدایت اولین باردرسال 1911 میلادی توسط هایک کمرلینک اونز(Heike Kamerlingh Onnes) کشف شد ، وی هنگام که موفق به میعان هیلیوم شد که این عمل گستره جدیدی ازدرجه حرارت هارا (درنزدیکی صفرمطلق) برای اوامکان پذیرساخت ، توانست مقاومت فلزات را دردرجه حرارت های خیلی پایین بررسی کند . اومتوجه شد که مقاومت برقی نقره دردرجه حرارت پاینتراز4.2K تا حد صفرکاهش می کند وبعد ازتحقیقات انجام شده دریافت که اثرمشاهد شده به هیچ وجه مورد انتظاردرمقاومت مربوط نمی شود و سقوط مقاومت دردرجه حرارت معین جهشی است . که این حادثه را فوق هدایت نامید . حال میتوان گفت که فوق هدایت برای حالت ازهادی گفته می شود که هیچ مقاومتی ازخود درمقابل جریان برق نشان ندهد و دیگرجهت تداوم جریان نیازبه منبع انرژی نداشته باشد . تا 46 سال بعد ازکشف فوق هدایت هیچ تحلیل فزیکی از فوق هدایت وجود نداشت ، درسال 1957 دردانشگاه الینوس ، سه فزیکدان بنام های Jahn Bardeen, Leon Cooper, Robert Schrieffer نظریه مکروسکوپی خودرا ارائه کردند که بعدها بنام تیوری (BCS) (ابتدای نام محققان) شناخته شد.که این تیوری این حادثه رابصورت مکمل توجیه می کرد. باورد عموم برآن بود که فوق هادیت فقط می تواند درفلزاتی دردرجه حرارت های پایین وجود داشته باشد ، که این فقط دردرجه حرارت های حد اکثر25 درجه بالای صفرمطلق اتفاق می افتاد ، تااینکه درسال 1986 دانشمندان توانستند فوق هادیت ازجنس سرامیک اسید مس دردرجه حرارت بالاتراز60 درجه کلوین بسازندکه به فوق هادیت دردرجه حرارت بالا مشهور شد.فوق هادیت دردرجه حرارت بالا هنوزیکی ازبزرگترین سوال پیشرویی فزیکدانان نظری است که حتی تیوری BCS نیزازتوجیه آن عاجزماند است . دانشمندانی زیادی هرکدام درعصرخود به بررسی این حادثه پرداخته ند که هرکدام راه شناخت فوق هادیت را هموارترنموده اند که مشهورترین آنها کمرلینک اونز( (Heike Kamerlingh Onnes٬ جوزفسون (Josefson)،جورج بدنورز(Jerge Bidnors )٬ الکس مولر(Alex Molar )٬پاول چووPowl Chow)) ٬هربرفرولیش(Herber Frohlich )٬جان باردین (John Bardeen )٬مایسنر(Meissner )٬اوشنفلد(Ochsenfeld )٬لیون کوپر(Leon Cooper )٬روبرشریفر(Robert Schrieffer )وغیره می باشد که دراین رساله ذکرشده است . موضوعات شامل این رساله عبارتند ازتاریخچه فوق هادیت ، واقعیت های بنیادی دررابطه با ناپدید شدن مقاومت برق ، عناصرفوق هادی واکساید های فوق هادی ، حالت فوق هادیت ، اثرایزوتوپ برفوق هادیت ، گاف انرژی وطرق اندازه گیری آن مانند آزمایشهای تونل زنی وجذب شعاعات الکترومقناطیسی، آثارجوزفسون ، فوق هادیها درساحه مقناطسی وغیره که موضوعات اساسی وپایه یی درابتدا بصورت مفصل تر جهت بهتردرک شدن حادثه فوق هدایت تشریح شده است ، چون کاربرد فوق هدایت درساحه عمل بسیارزیاد است درقسمت اخیر جزوه دررابطه با بعضی کاربردهای مهم آن مانند کاربرد مقناطیس های فوق هدایتی ، کاربرد دراندازه گیری تکنولوژی ، درلین های برق ، درجنراتورها وغیره نیز بحث پرداخته شده است.
فهرست
عنوان صفحه
پیشگفتار الف
مقدمه ب
تاریخچه فوق هادیت 1
واقعیات اساسی 4
ناپدید شدن مقاومت برقی 5
عناصر٬ الیاژها وترکیبات فوق هادی 10
اکساید های فوق هادی جدید 13
حالت فوق هدایت وتیوری BCS 15
اشغال مکروسکوپی حالت اساسی وگاف انرژی 19
اثرایزوتوپ 21
کوانتش سیلان 22
گاف انرژی وطرق اندازه گیری آن 23
اثرهای جوزفسون 28
ترمودینامیک وخواص حرارتی حالات فوق هادیت 29
تاثیرفشاربرحالت فوق هدایت 31
هدایت مخصوصه حرارتی 33
خواص مقناطیسی فوق هادیها 34
کاربردهای فوق هدایت 37
مقناطیس های فوق هادی 38
تعلیق مقناطیسی 39
کیبل های انتقال قدرت 41
کاربرد درتکنولوژی اندازه گیری 43
کاربرد درترانسفارمرها 43
کاربرد درجنراتورها وموتورها 43
کاربرد فوق هادی در ذخیره سازهای مقناطیسی 43
کاربرد فوق هادی در محدودسازهای جریان خطا 44
سويچهاي فوق هادی 44
فوق هادیها وجنراتورهای هيدروديناميك مقناطیسی 45
نتیجه 47
منابع 48
ماخذ و منابع
1- اشمیت ،(و.و)،1379،فزیک ابررساناها ،انشارات دانشگاه فردوسی مشهد ، ترجمه دکترناصرتجبر.
2- باکل ، (ورنر)، 1387،ابررسانایی اساس وکاربردهای آن ، انتشارات دانشگاه تبریز،ترجمه نوشین برادران سید
3- ریتس،(ار)،جی،(فریدریک)،1386، مبانی الکترومقناطیس ،چاپ اول،مرکزنشردانشگاهی ،ترجمه جلال صمیمی وابولقاسم جمشیدی .
4- عمر، (علی)،1381، فزیک حالت جامد ، انتشارات دانشگاه اراک،چاپ اول ، جلد دوم ،ترجمه غلام رضانبیونی.
5- هوک،(جه .آر)،هال ،(اچ .جه)،1379،فزیک حالت جامد ، انتشارات دانشگاه صنعتی اصفهان ،چاپ اول ، ترجمه هادی اکبرزاده وعلی اکبربابایی.
6- هالیدی ، (دیوید)، رزنیک،(رابرت)،واکر،(جرل)،1390،مبانی فزیک ،انتشارات صفار،چاپ پنجم ، جلد دوم ، ترجمه محمد رضا جلیلیان نصرتی و محمد عابدینی .
7- یانگ ،(هیود) ، راجر، (ای فریدمن)،ای ،(لوئیس فورد)، 1386،فزیک دانشگاهی ، نشرعلوم دانشگاهی ، ترجمه داکترفضل الله فروتن .
8- superconductivity.persianblog.com & mollasadra
9- http://www.niazemarkazi.com/article/pdf/10008134.html
10- www.bioemm.com