该面分布的传导电流的屏蔽作用导致完全抗磁性
1、2：均无热损耗----零电阻效应 等效
迈斯纳（Meissner)效应:
完全抗磁性是独立于零电阻特性的基本属性 零电阻特性是迈斯纳（Meissner)效应的必要
条件 磁悬浮实验演示：
难以给出定量结果 抗磁性：需测量样品的磁化率随温度的关系。
宏观量子效应
超导简介
• 使样品超导环放入磁场中，突然拆去磁场， 环内出现感生电流 电阻热耗使电流衰减
I(t） I(0)expt(/),
L/R:是电流衰减,正 时常 间金 常属 .数很小
可通过核磁共 量振 超方 导法 电测 流形 变成 化 ,推的 出磁 衰场 减 .
N0b.75Z0r.25超导环衰减1时 0万间 年 . 大于
3 磁通量子化 Josephson效应
• 超导体类磁通守恒 量值量子化
0=h/(2e) Wb
Josephson效应
隧道效应
绝缘薄层 d
d:103~104μm
1、两侧无电压，绝缘层有直流通过
超导体
超导体
2、两侧无直流电压，绝缘层有一 定频率的交流电通过 辐射电磁波
2eV
理论及探索
• BCS理论 • 高Tc 超导材料研究及其获得
解释1
超导---磁介质 H B M
0
B r0 H M m H r 1 m
B 0 M = Hm 1
完全抗磁质
完全抗磁性来源于分布于超导表面薄层的磁化电流
该磁化电流的附加磁场与外磁场在超导体内和刚好为零
解释2
超导---完全无磁性
M=0 r 1
超导表面出现某种面分布的传导电流
磁体三代
• 第一代：永久磁铁 铁、贾、镍。。 两极附近磁场几十高斯
• 第二代：常规电磁铁 铁芯外绕铜线或铝线 重量大 体积大 耗能大 • 第三代：超导磁铁 超导材料绕超导线圈 重量轻 体积小 耗能小 磁场可大于几十特斯拉
超导的诞生和应用带来物理实验技术革新
高温超导磁悬浮实验 车“世纪号”
日本超导磁悬浮列车 MAGLEV
感应电流磁场与超导磁场之间的作用
Josephson效应的运用
两路超导并联，磁通为磁通量子整数倍，电流极值 电流因磁场变化而灵敏变化 ----高灵敏度仪器
绝缘体
a
1
2
b
绝缘体
超导量子干涉仪SQUID
超导体-----核物理和高能物理实验中 的核心部件 无焦耳热损耗
• 美国阿拉贡实验室和日内日瓦原子核研究中心 氢气泡室 获得大空间范围的直流强磁场
超导体内不存在电场
超导体内不存在变化磁场
电流越来越大不可控制？？ 实际不存在
2 迈斯纳（Meissner)效应： 完全抗磁性
问题：先降温？先加磁场？
结论：超导体与过程无关
N
只要<Tc 超导体内磁感应强度
始终为零（B=0）
超导体置于外加磁场时，磁通
不能穿透
S
S
N
注：S表示超导态 N表示正常态
• 仅仅没有电阻的假，磁通不变
• 美国Feimi国家实验室 80年代用超导磁体建成世 界上当时能量最高的1000GeV的质子同步加速 器
• 原苏联建成的可控热核反应“托卡马克”装置， 利用超导磁体的磁力线---磁瓶—约束高温等离 子体