Пікір жазғандар
жүктеу/скачать 3,31 Mb.
|
Аскын кітап
- Бұл бет үшін навигация:
- 11.2. Асқын өткізгішті ауысудағы температура
| 11.1-сурет. Металдардың меншікті кедергісінің температураға тәуелділігі: 1 – нақты металдар үшін, 2 – қоспасы немесе ақауы бар металдар үшін
Сонымен, металдардың меншікті кедергісінің температура- ға тәуелділігін зерттегенде 11.1-суретке ұқсас ρ(Т) қисығын алу керек еді. Бірақ Г. Камерлинг-Оннес байқағаны төмен темпера- турада күтілген сынаптың кедергісі төмендейтінге ұқсас болмай шықты. 4,2 К температура кезінде меншікті кедергі секірмелі түрде нөлге айналатын болды (11.2-сурет). 200 11.2-сурет. Төменгі температураларда кедергінің жойылуы Сынапқа қоспа қосқан кезде қалдық кедергі ρпр пайда бол- мады, яғни үлгі де асқын өткізгіш күйге өтті. Тс температурасы, кедергі лезде нөлге айналатын асқын өткізгіш ауысу темпера- турасы немесе шекті температура деп аталады. Біз бірнеше рет «кедергі нөлге айналады» немесе «кедергі жоғалып кетеді» деген сөзді айттық. Бірақ кедергінің жоғалуы қаншалықты дұрыс болады деген сұрақ туындауы мүмкін? Кез келген тәжірибеде кедергінің нөлге тең екенін тура дәлелдеу мүмкін емес. Тек кедергі аппаратураның сезгіштік қабілетінен төмен және сондықтан оны өлшей алмайды деп айтамыз. Асқын өткізгіштің бірінші тәжірибелерінде кедергіні өлшеу әдісі (үлгіден электр тогы өткенде кернеудің түсуі өлшенеді), үлгі температурасы Т = Tc кезінде кедергі мың рет кемитіндігі анықталды. Дегенмен 1914 жылдың өзінде Каммерлинг-Оннес анағұр- лым сезімтал әдісті қолданды. Ол тұйықталған өткізгіш сақина- дағы токтың өзгерісін өлшеді. Егер сақинадан жасалған өткіз- гіштің кедергісі болса, мұндай сақинадағы сақталған энергия ақырындап джоульдік жылуға айналады.Ток мұндай кезде 11.1 теңдігіне сәйкес кемиді: I I exp( R t) , (11.1) l мұндағы L – сақина индуктивтігі, R – кедергісі, t – уақыт, I0 – бастапқы ток. Сонымен, тек токтың өзгерісін бақылау керек. Әдетте, ол үшін циркуляциялық ток тудырған магниттік өрісті өлшейді, осылайша, уақыт бойынша токтың өшуін анықтайды. Магниттік 201 өрісті өлшеу сақинадағы энергияның жоғалуына әкелмейді және сондықтан токтың сақинада шексіз ағатынын көруге болады. Кеммерлинг-Оннестің бағалауы бойынша қорғасынның ас- қын өткізгіштік жағдайдағы меншікті кедергісі 10-16Ом ∙ см-ден аспаған, Т кезінде Тс-дан жоғары, яғни қалыпты жағдайда қорға- сынның ρ = 10-9 ОМ∙см. Қазіргі уақытта токты өлшеуде өте сезімтал әдістерді қолдану арқасында асқын өткізгішті сақина- дағы кедергінің секіруі кем дегенде 14 дәрежеде екені анық- талды. Асқын өткізгіштік күйдегі металдың меншікті кедергісі 10-23 Ом ∙ см-ден кем бағаланады, яғни ол бөлме температура- сындағы мыстың меншікті кедергісінен 1017 есе аз. Асқын өткіз- гішті сақинаға бағытталған мұндай токты өшіру 100000 жылдан кем емес уақытты құрайды. Сонымен, толық түрде асқын өткіз- гіш күйде электрлік кедергісі шын мәнінде жоғалады деп санау- ға болады. Дегенмен айнымалы ток кезіндегі T Түйіндей келсек, T = 0 болғанда нөлдік кедергісі бар, гипо- тетикалық идеалды кристалл асқын өткізгіш болып табылмай- ды. Мұндай кристалға қоспа ендірілсе, қалдық кедергінің пайда болуына әкеледі. Асқын өткізгішті күйге өту қатты ластанған кристалда да болуы мүмкін. 11.2. Асқын өткізгішті ауысудағы температураАсқын өткізгіштік құбылыстың ашылуынан біраз уақыт өт- кен соң Камерлинг-Оннес тек сынап қана емес, мыс пен қалайы да төменгі температурада асқын күйге өтетінін дәлелдей алды. Жоғарыда аталып өткендей, металл өткізгіштің жартысына жуығында және барлық қосылыстар мен балқымалардан асқын өткізгіштік табылды. Критикалық температурасының өлшенген мәні 11.1-кестеде берілген. Кестеден көрініп тұрғандай, Тс мұндай асқын өткізгіш үшін кельвиннің мыңнан бір бөлігі мен 10 К-нен кіші температура аралығында жатады. Көптеген металл элементтері өлшеу кезін- де өте төмен температураға дейін (кельвиннің мыңнан бір бө- лігі) асқын өткізгіштік күйге өтпеген. Tc = 1,5 K кезінде 110 к 202 бар қысымда асқын өткізгіш болып табылатын цезийден басқа барлық бірінші топ металдарында асқын өткізгіштік табылған жоқ. Қысым арқылы асқын өткізгіш күйге басқа да элементтер өтеді, мысалы, As, Ba, Bi, Ce ,Sb,P, Se және т.б. 11.1-кесте жүктеу/скачать 3,31 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|