Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
поля, создаваемого пробной катушкой (при условии, что эта катушка быстро
"переворачивается").
73
За этим простым описанием скрывается исключительно трудоемкая работа. В
каждой из точек (которых не'менее 16 - по 8 на каждой окружности) катушка
устанавливалась под выбранным углом, затем она поворачивалась на 180° и
измерялся отброс гальванометра.
Рис. 4.8. Распределение направлений магнитного поля после охлаждения
образца ниже точки перехода (согласно Мейснеру и Хай-
денрайху).
Небольшими черточками указаны положения плоскости сигнальной катушки,
соответствующие максимальным отбросам баллистического гальванометра и,
следовательно, перпендикулярные направлению поля [Physik Z., 35 (1934),
стр. 934, рис. 6].
Затем угловое положение катушки слегка изменялось, и процедура
повторялась, с тем чтобы найти такой начальный угол, при котором поворот
катушки вызывал бы максимальный из возможных отброс гальванометра.
"На рис. [4.8] для различных точек на окружности диаметром 12 и 20 см
указаны положения плоской катушки, соответствующие максимальным отбросам
баллистического гальванометра. Эти положения перпендикулярны направлению
магнитного поля в этих точках; точки, в которых производились измерения,
обозначены
74
углом а, показанным на рисунке". Рис. 4.9 дает истинное распределение
поля, построенное по угловым распределениям направления и величины поля,
которые измерялись описанным выше методом. "Направление а = 0° и а = 180°
соответствует исходному направлению однородного поля Н0. Тот файт, что
направления поля
Рис. 4 9. Распределение силовых линий поля вокруг монокристалла олова в
сверхпроводящем состоянии (черточки - метки направлений, перенесенные с
рис. 4.8) [Physik Z., 35 (1933), стр. 934, рис. 7].
(рис. 4.8) при а = 0, 90, 180 и 360° (по-видимому, подразумевается 270°.
- Дж. Т.) отличаются от параллельного или перпендикулярного полю Я0,
обусловлен отча* сти недостаточной концентричностью окружностей диаметром
12 и 20 мм относительно оси кристалла. Однако за это в какой-то степени
ответственны также свойства самого кристалла: малые дефекты
кристаллической решетки, а также отклонения исходного поля от полной
однородности",
75
Сами по себе результаты можно было бы объяснить, просто предположив, что
проницаемость сверхпроводника исчезает ниже точки перехода. Однако
подобная возможность была исключена в следующей модификации опыта.
"В монокристалле олова было сделано отверстие диаметром 6 мм с центром на
оси цилиндра. Затем магнитное поле определялось внутри отверстия как
выше, так
Рис. 4.10. Влияние сверхпроводящего перехода на распределение магнитного
поля вблизи полого цилиндрического сверхпроводника: а - выше точки
перехода; б -• ниже точки перехода [Z. ges. Kalte-Ind., 11 (1934), стр.
127, рис. 4],
и ниже точки перехода - совершенно аналогично тому, как это было сделано
для наружной области.
Результат качественно показан на рис. [4.10]. Однородное поле,
существовавшее внутри отверстия выше точки перехода [рис. 4.10, а], на
несколько градусов изменяло свое направление при понижении температуры
ниже точки перехода, однако продолжало сохраняться в этой области.
Поворот поля в сильно преувеличенном масштабе изображен на рис. [4.10,6].
Интенсивность Ноля убывала в среднем примерно на 10%, что более подробно
представлено на рис. [4.11]...
Если после этого внешнее поле выключалось, магнитное поле во внешней (по
отношению к полому оловянному цилиндру) области полностью исчезало. Од-
76
нако внутри цилиндра сохранялось остаточное поле, что можно видеть на
нижней части рис. [4.11]. Это поле не менялось с течением времени,
сохраняя свое значение спустя два часа. Если затем вновь включалось
внешнее поле, то распределение поля во внешней области снова оказывалось
таким, как для сплошного кристалла. Во
О0 900 ¦ 160° 270° а 360°
Рис. 4.11. Напряженность магнитного поля внутри полого цилиндри-ческого
сверхпроводника ниже точки перехода.
Угол а отсчитывается от первоначального направления поля. Кривые / и 2-
значения напряженности поля, определенные до выключения внешнего поля (/
- на окружности диаметром 2 мм, 2 - на окружности диаметром 4 мм); кривые
4 и 5соответствующие значения напряженности поля после выключения
внешнего поля; кривая 3-однородное поле [Z. ges. Kalte-Ind., II
(1934),стр. 127, рис. 5],
внутренней же области картина распределения отлича-лась от изображенной в
верхней части рис. [4.11] - те-перь интенсивность поля возрастала всего
на 3-4% по сравнению со значением остаточного поля [рис. 4.11]. При
повторном выключении остаточное поле сохраняло то же значение... После
ста циклов переключения внешнего поля остаточное поле по-прежнему
оставалось полностью неизменным.
...Как видно из описанных опытов по изучению распределения магнитного
поля внутри полого монокри* сталла олова, полученные экспериментальные
резуль* таты не могут быть объяснены только с помощью
77
предположения, что его проницаемость падает до нуля. Если бы это вообще
