Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ашкрофт Н. -> "Физика твердого тела" -> 184

Физика твердого тела - Ашкрофт Н.

Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела — М.: Мир, 1979. — 486 c.
Скачать (прямая ссылка): fiztverdtela1979i.djvu
Предыдущая << 1 .. 178 179 180 181 182 183 < 184 > 185 186 187 188 189 190 .. 224 >> Следующая

Заметим, что это не следует только из факта существования идеальной проводимости (т. е. а = оо), хотя идеальная проводимость приводит к похожему свойству: если идеальный проводник, находившийся вначале при нулевом магнитном поле, поместить в поле (или включить поле), то по закону электромагнитной индукции Фарадея должны возникнуть вихревые токи, благодаря которым поле внутри проводника обратится в нуль. Однако, если магнитное поле уже имеется в проводнике, те же токи препятствуют его выталкиванию. Если поместить образец в область, где нет магнитного поля (или выключить поле), в нем возникают вихревые токи, которые поддерживают существование поля в образце. Следовательно, идеальная проводимость обеспечивает существование не зависящего от времени магнитного поля внутри проводника, но не она определяет величину этого поля. В сверхпроводнике же поле оказывается не просто не зависящим от времени, а равным нулю. Ниже, когда мы будем обсуждать уравнение Лондонов, мы проведем несколько более количественное исследование взаимосвязи между идеальной проводимостью и эффектом Мейснера.
х) См. т. 1, стр. 254.
2) Это свойство используется при создании тепловых переключателей.
3) По-видимому, эффективность фононного механизма теплопроводности не уменьшается, однако обычно фононы вносят в теплопроводность не столь существенный вклад, как электроны проводимости.
4) Металл в нормальном состоянии обладает только слабым пара- или диамагнетизмом (никакие магнитоупорядоченные металлы не являются сверхпроводниками), и магнитное поле может в него проникать.
6,0 7,0 Тс
Т, К
Фиг. 34.2. Теплопроводность свинца. (Из работы [И].)
При температурах, меньших Тс, нижняя кривая описывает теплопроводность обрааца в свррхпро-водящем состоянии, а верхняя — в нормальном состоянии. Ниже Тс образец переводят в нормальное состояние, прикладывая магнитное поле. При этом предполагается, что поле не оказывает никакого другого влияния на теплопроводность.
346
Глава 34
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА. КРИТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Рассмотрим сверхпроводник при температуре Т ниже критической температуры Тс. При включении поля Н некоторая энергия тратится на создание экранирующих токов, которые приводят к обращению в нуль поля внутри сверхпроводника. Если приложенное поле достаточно велико, то образец возвращается в нормальное состояние, в ко-
н
Нормальное состояние
Сверхпроводящее состояние
¦Фиг. 34.3. Фазовая граница на плоскости // — Т между сверхпроводящим и нормальным состояниями сверхпроводника первого рода.
Граница определяется зависимостью Нс (Г).
тором поле проникает внутрь него, поскольку такое состояние оказывается энергетически более выгодным. Хотя ниже Тс в равном нулю поле свободная энергия нормального состояния выше, чем сверхпроводящего, это увеличение свободной энергии с избытком перекрывается уменьшением энергии магнитного поля, которое имеет место, когда исчезают экранирующие токи и поле проникает в образец.
Способ проникновения поля при увеличении его напряженности зависит, вообще говоря, от геометрии образца. Однако для образцов простейшей формы — длинных, тонких цилиндров с осью, параллельной приложенному магнитному полю,— возможны два четко различающихся типа поведения.
Сверхпроводники 1-го рода. При полях, меньших критического поля Нс (Г),которое при Т < Тс увеличивается при понижении Т, проникновения магнитного потока не происходит; когда же поле превысит значение Нс (Т), весь образец возвращается в нормальное состояние и имеет место полное проникновение поля Получающаяся фазовая диаграмма в плоскости Т — Н изображена на фиг. 34.3 2). Такой способ проникновения магнитного поля часто описывают с помощью графика зависимости макроскопической (диамагнитной) намагниченности М от приложенного поля Н (фиг. 34.4,а).
Сверхпроводники 2-го рода. При поле, меньшем нижнего критического значения Нс1 (Т), магнитный поток не проникает в образец; когда приложенное поле превышает верхнее критическое значение Нм (Т) > Нс1 (Т), весь образец возвращается в нормальное состояние и имеет место полное проникновение поля. Когда величина приложенного поля лежит между Нс1 (Т) и Нс2 (Г), происходит частичное проникновение потока, и в образце возникает довольно сложная микроскопическая структура чередующихся нормальных и сверхпроводящих областей, которая называется смешанным состоянием 3). Кривая намагничивания, отвечающая сверхпроводимости 2-го рода, показана на фиг. 34.4,6.
*) Если не принимать во внимание эффекты, связанные] с небольшим диамагнетизмом или парамагнетизмом нормальных металлов.
2) Некоторые количественные следствия такого поведения, касающиеся термодинамики системы, исследованы в задаче 1.
3) Не следует путать его с промежуточным состоянием, т. е. с конфигурацией, характерной для сверхпроводника 1-го рода, имеющего форму, более сложную, чем цилиндр с осью, параллельной полю. В такой конфигурации сверхпроводящая и нормальная фазы расслаиваются на области макроскопических размеров так, чтобы энергия магнитного поля понизилась на величину, превышающую проигрыш в свободной энергии при образовании нормальных областей.
Предыдущая << 1 .. 178 179 180 181 182 183 < 184 > 185 186 187 188 189 190 .. 224 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed