超導(dǎo)現(xiàn)象觀后感,論述超導(dǎo)現(xiàn)象及其特征

超導(dǎo)現(xiàn)象觀后感目錄

室溫超導(dǎo)為什么是人類要追求的終極目標(biāo)？

論述超導(dǎo)現(xiàn)象及其特征

超導(dǎo)現(xiàn)象是一種非常神奇和奇特的現(xiàn)象，它讓電流可以在沒(méi)有任何阻礙的情況下流動(dòng)，使得電子可以以極高的速度運(yùn)動(dòng)，而且不會(huì)損失能量。這種現(xiàn)象不僅在理論上具有很高的科學(xué)價(jià)值，還在實(shí)際應(yīng)用中有著廣泛的用途，比如在MRI設(shè)備、高速列車和能源傳輸領(lǐng)域等方面都有著重要的應(yīng)用。

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觀看關(guān)于超導(dǎo)現(xiàn)象的介紹和演示，讓我對(duì)這一現(xiàn)象有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí)。我深深地感嘆科學(xué)的神奇和奇妙，人類的智慧和創(chuàng)造力是無(wú)窮無(wú)盡的。超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用不僅改變了我們對(duì)電學(xué)的認(rèn)識(shí)，也為人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步帶來(lái)了巨大的推動(dòng)力。

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在未來(lái)，我相信超導(dǎo)技術(shù)會(huì)繼續(xù)發(fā)展和應(yīng)用，為人類社會(huì)帶來(lái)更多的創(chuàng)新和改變。我期待著看到超導(dǎo)技術(shù)在更多領(lǐng)域發(fā)揮作用，為我們的生活和工作帶來(lái)更多的便利和進(jìn)步。同時(shí)，我也希望更多的人能夠關(guān)注和學(xué)習(xí)超導(dǎo)現(xiàn)象，共同探索和發(fā)現(xiàn)更多的科學(xué)奧秘，為人類的未來(lái)做出更大的貢獻(xiàn)。"。

室溫超導(dǎo)為什么是人類要追求的終極目標(biāo)？

假如你現(xiàn)在用手去觸摸高壓電，那你多半會(huì)聽(tīng)到砰的一聲，然后被彈開(kāi)半米，一只手被燒的焦黑。

之所以出現(xiàn)這種后果，是因?yàn)槟愕纳眢w中存在大量的自由電子，他們?cè)谀阌|摸電門的一瞬間，在電場(chǎng)的作用下進(jìn)行了遷移，并形成了電流。

這就是基礎(chǔ)的導(dǎo)電原理。

世間萬(wàn)物皆能導(dǎo)電，而所謂的超導(dǎo)，就是能完全不損耗電的導(dǎo)體。

如果通電之后不進(jìn)行人為干涉，那么理論上他的電流可以永遠(yuǎn)環(huán)流而不衰減。

這一現(xiàn)象是在100多年前的荷蘭被發(fā)現(xiàn)。

當(dāng)時(shí)的科學(xué)家利用冷卻汞制作成出了一個(gè)線圈，并向線圈內(nèi)通電，與此同時(shí)，不斷降低線圈的溫度。

這里要插一句，在此實(shí)驗(yàn)之前的時(shí)代，人類認(rèn)為任何物質(zhì)都有電阻，也就是物體對(duì)于電流通過(guò)的阻礙能力。

但當(dāng)此實(shí)驗(yàn)的溫度降低到零下269度的時(shí)候，奇跡出現(xiàn)了，線圈中的電阻好像全部消失一樣，使得電流毫無(wú)損失的流動(dòng)著。

此時(shí)此刻，超導(dǎo)誕生了。

隨著人們的反復(fù)試驗(yàn)。

發(fā)現(xiàn)其實(shí)并不是汞這個(gè)材料導(dǎo)致的超導(dǎo)現(xiàn)象，而是極低的溫度，大多數(shù)金屬材料在超低溫環(huán)境中都能實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，而這一現(xiàn)象的規(guī)律就是，導(dǎo)體的電阻會(huì)隨著溫度降低而減少。

（超導(dǎo)現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生在貴金屬以及大部分的磁性金屬上。

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超導(dǎo)體的另外一個(gè)特點(diǎn)就是它的完全抗磁性，（簡(jiǎn)單地說(shuō)就是把一塊磁鐵放在超導(dǎo)體上之后，磁鐵會(huì)飄起來(lái)）。

同上一個(gè)實(shí)驗(yàn)一樣，這一次實(shí)驗(yàn)只需要把超導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中冷卻，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)在材料電阻消失的同時(shí)，磁感應(yīng)也從超導(dǎo)體中排出，不能通過(guò)超導(dǎo)體。

這種完全的抗磁性使得磁懸浮列車成為可能，當(dāng)超導(dǎo)體處于超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，超導(dǎo)體內(nèi)部磁場(chǎng)為零，所以對(duì)于磁懸浮本身幾乎不用任何機(jī)械設(shè)計(jì)，就能讓列車實(shí)現(xiàn)懸浮狀態(tài)。

隨著超導(dǎo)技術(shù)的不斷發(fā)展，100多年的時(shí)間里，人類已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)萬(wàn)種材料的超導(dǎo)。

按照臨界溫度的劃分，可以將超導(dǎo)體分為低溫超導(dǎo)體和高溫超導(dǎo)體，臨界溫度低于-243°（30k）的為低溫超導(dǎo)體，臨界溫度高于-243°的為高溫超導(dǎo)體。

目前，超導(dǎo)技術(shù)可應(yīng)用的領(lǐng)域非常之多，比如能承載大容量高效電力傳輸?shù)某瑢?dǎo)電纜，推進(jìn)大型輪船的超導(dǎo)發(fā)電機(jī)，變壓器。

用于微波通信的超導(dǎo)濾波器，延遲器。

用于量子計(jì)算機(jī)的超導(dǎo)芯片，超導(dǎo)Qubit。

當(dāng)然，還有剛才提到的磁懸浮技術(shù)。

超導(dǎo)的幾乎全部發(fā)展方向都在于溫度提升，想要長(zhǎng)時(shí)間維持一個(gè)30k以下的溫度讓超導(dǎo)體工作，成本實(shí)在太高。

如果有一天超導(dǎo)的臨界溫度可以提升到-100°以內(nèi)（甚至是室溫），那么超導(dǎo)將帶領(lǐng)人類跨入一個(gè)無(wú)電力損耗的全新時(shí)代。

論述超導(dǎo)現(xiàn)象及其特征

超導(dǎo)現(xiàn)象是指材料在低于某一溫度時(shí)，電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象，而這一溫度稱為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（Tc）。

超導(dǎo)現(xiàn)象的特征是零電阻和完全抗磁性，因此超導(dǎo)現(xiàn)象在生活中應(yīng)用廣泛；特征如下：

1、完全抗磁性

1933年，德國(guó)物理學(xué)家邁斯納（W.Meissner）通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體通過(guò)冷卻過(guò)渡到超導(dǎo)態(tài)時(shí)，原來(lái)進(jìn)入此導(dǎo)體中的磁感線會(huì)一下子被完全排斥到超導(dǎo)體之外，超導(dǎo)體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)榱?，這表明超導(dǎo)體是完全抗磁體。

這個(gè)現(xiàn)象稱為邁斯納效應(yīng)。

2、存在臨界磁場(chǎng)

實(shí)驗(yàn)表明，超導(dǎo)態(tài)可以被外磁場(chǎng)所破壞，在低于Tc的任一溫度T下，當(dāng)外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B小于某一臨界值Bc時(shí)。

超導(dǎo)態(tài)可以保持;當(dāng)B大于Bc 時(shí)，超導(dǎo)態(tài)會(huì)被突然破壞而轉(zhuǎn)變成正常態(tài)。

臨界磁場(chǎng)Bc不僅與超導(dǎo)體本身性質(zhì)有關(guān)，還與溫度T有關(guān)。

3、同位素效應(yīng)

超導(dǎo)體的臨界溫Tc與其同位素質(zhì)量M有關(guān)。

M越大，Tc越低，這稱為同位素效應(yīng)。

例如，原子量為199.55的汞同位素，它的Tc是4.18開(kāi)，而原子量為203.4的汞同位素，Tc 為4.146開(kāi)。

超導(dǎo)體的應(yīng)用

1、零電阻輸電

在電網(wǎng)的輸電過(guò)程中，電能的損耗在5%-7%，如果國(guó)家電網(wǎng)都用超導(dǎo)線進(jìn)行輸電，則年可節(jié)約幾千億度電，這對(duì)節(jié)約能源、減少碳排放有重要作用。

2、磁懸浮列車

磁懸浮列車的速度可達(dá)600km/h，若放在真空管道，則可達(dá)3000km/h以上，可極大提高運(yùn)輸效率。

3、核磁共振

穩(wěn)定的強(qiáng)磁場(chǎng)可以給醫(yī)院的核磁共振設(shè)備帶來(lái)更加精確的檢測(cè)結(jié)果。

4、超導(dǎo)量子干涉儀

利用超導(dǎo)體的約瑟夫森效應(yīng)可以做成超導(dǎo)量子干涉儀，其對(duì)磁場(chǎng)的測(cè)量精度可達(dá)地磁場(chǎng)的億分之一，是非常重要的科研儀器。

5、回旋加速器

歐洲核子研究中心的回旋加速器，使用了約1200噸的超導(dǎo)線材，以幫助提供穩(wěn)定的強(qiáng)磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)粒子的偏轉(zhuǎn)。

6、可控核聚變

在目前的托卡馬克核聚變裝置中，僅超導(dǎo)線材的長(zhǎng)度就達(dá)到了15萬(wàn)公里，這些超導(dǎo)體可以提供強(qiáng)磁場(chǎng)來(lái)束縛上億度的等離子體。

7、量子計(jì)算機(jī)

有理論表明，量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力相較于普通計(jì)算機(jī)有質(zhì)的飛躍，其中的超導(dǎo)芯片可以在提高運(yùn)算速度的同時(shí)，也降低功耗。