Следваща голямо откритие в областта на свръхпроводимост е настъпило през 1986 г. са: Йохан Георг Беднорц и Карл Мюлер установено, че съвместното-оксид-лантанов бариев медта има свръхпроводимост при изключително висока (в сравнение с температурата на кипене на течен хелий) температура - 35 К. за следващия година, заменяйки лантан с итрий, че е възможно да се постигне свръхпроводимост при 93 К. разбира се, вътрешните стандарти все още е доста ниски температури, -180 ° C, но по-важното е, че те са над прага от 77 K - точката на кипене на евтини zhidkog азот. Освен огромен по стандартите на конвенционални свръхпроводници, критичната температура за материал YBa2Cu3O7-X (0 ≤ х ≤ 0,65) и редица други купрати постижими необичайно високи стойности на критично магнитно поле и плътност на тока. Тази забележителна комбинация от параметри позволи не само много по-голямо използване на свръхпроводници в областта, но и да се направи възможно най-различни интересни и зрелищни преживявания, които могат да бъдат направени дори у дома.
Как да изберем
равен на нула
Първият ни опит - измерването на съпротивлението на свръхпроводник. Наистина ли е нула? Мярка обичайната си омметър безсмислено: ще покаже нула, а когато е свързан с медни проводници. Такава малка съпротива измерва по различен начин: чрез проводник минава голям ток и измерване на напрежението в него. Като източник на ток, имаме конвенционален алкална батерия, която е късо съединение дава около 5 А при стайна температура като измервател на свръхпроводящ лента и m мед съпротивление тел демонстрират няколко стотни от една ома. Проводници охлажда с течен азот и незабавно наблюдават интересен ефект преди да ток волтметър вече показва приблизително 1 тУ. Очевидно, това thermoelectromotive сила, тъй като в нашата схема много различни метали (мед, припой, стомана "крокодили") и промени в температурата на стотици градуси (изваждат това напрежение с последващи измервания).
Сега ток преминава през охладена мед: тел показва същото съпротивление има само няколко хилядни от ома. А какво да кажем за свръхпроводящ лентата? Свържете батерията, игла амперметър веднага се втурва към противоположния край на скалата, но волтметър показанията му не се променя, дори и с една десета СрН. Устойчивост лентички в течен азот е точно нула.
самолет
Сега е ред на взаимодействието на свръхпроводника и на магнитното поле. Малък поле на свръхпроводника обикновено избута, и толкова по-силно тя не прониква в непрекъснат поток, а в отделни "джетове". Освен това, ако се движим магнит близо свръхпроводник, индуцираните токове в последната, както и тяхната областта има тенденция да се върне обратно на магнита. Всичко това прави възможно свръхпроводящ или както я наричат, квантова левитация: магнит или свръхпроводник може да виси във въздуха, задържа магнитно поле. За да проверите това, само една малка част от редки земни магнити и свръхпроводящ лента. Ако имаме поне един метър на лента и неодимови магнити-голям (ние използвахме диск 40 х 5 мм, а на цилиндъра 25 х 25 мм), е възможно да се направи това е много ефектен левитация, вдигане на допълнително тегло във въздуха.
Първата стъпка е да се намалят лентата на парчета и да ги държат в достатъчна площ на опаковката и дебелината. Лепене може и лепило, но това не е много надежден, така че е по-добре да спойка обичайната си маломощен поялник с конвенционалния калай-олово припой. Според резултатите от нашите експерименти, можем да препоръчаме две възможности пакети. Първо - квадрат с ширина страна на лентата в три (36 х 36 mm) от осемте слоеве където всеки следващ слой подредени лента перпендикулярни колани на предишния слой. Второ - осем върха "снежинка" от лентата 24 сегменти на дължина 40 mm разположени един върху друг, така че всеки следващ сегмент завърта на 45 градуса спрямо предишния и го пресича в средата. Първият вариант е малко по-лесно да се произвеждат много по-компактен и по-силен, но вторият осигурява по-добра стабилизация на магнита и икономично потребление на азот поради неговото усвояване в големите различия между чаршафите.
Между другото, стабилизирането трябва да се обсъди по отделно. Ако замразите свръхпроводника, а след това просто да го приведе към магнита, магнита няма да виси - пада далеч от свръхпроводника. За да се стабилизира магнита, ние трябва да принуди областта да вляза свръхпроводника. Можете да направите това по два начина: "vmorazhivaniem" и "отстъп". В първия случай ние поставяме магнита над топлото свръхпроводника на специална подкрепа, а след това се изсипва течния азот и премахване на подкрепа. Този метод работи добре с "Квадрат", той е подходящ за монокристален керамика, ако я намеря. С метода "снежинка" работи също, макар и малко по-зле. Вторият метод се предполага, че ще се принуди да се обърне към магнит към вече охладена свръхпроводника, докато той се хваща на терена. С керамичен единичен кристал такъв метод почти не работи: необходими много усилия. Но с нашата "снежинка" работи чудесно, последователно позволява магнит висеше на различни позиции (с "квадрат" прекалено, но положението на магнита не може да се направи произволно).
безплатно навъртам
И тук вече виси магнит и половина инча над свръхпроводника, припомняйки третия закон на Кларк: "Всяка достатъчно напреднала технология е неразличима от магия." Защо не направите картината още по-вълшебно - магнитът да се постави върху свещта? Перфектен за романтична вечеря, квантово-механичен! Въпреки това, трябва да имаме предвид няколко точки. Първо, свещта в метална втулка са склонни да се плъзне извън ръба на диск магнит. За да се отървете от този проблем, можете да използвате готовност свещ във формата на дълъг винт. Вторият проблем - кипящ сух азот. Ако се опитате да го излее просто ей така, парата, идваща от един термос изгасва свещта, така че е по-добре да се използва широка фуния.
Между другото, когато е компенсирана с доливане на азот? В какво качество да се сложи свръхпроводника? Най-лесният начин бяха две възможности: канавката на сгънат в няколко пласта фолио, а в случая с "снежинки" капачка от бутилки пет литър вода. В двата случая, съдът се поставя върху част от меламин гъба. Тази гъба се продава в супермаркетите, и е предназначен за почистване, това е - добър топлоизолатор, което осигурява отлична устойчивост на криогенни температури.
студена течност
Като цяло, течен азот е безопасно, но когато се използва тя все още е необходимо да се работи внимателно. Също така е важно да не се затваря плътно контейнера за него, или пък чрез изпаряване в тях се увеличава кръвното налягане и могат да се взривят! Се съхраняват и транспортират в течен азот може да бъде конвенционални стоманени термос. В нашия опит в двулитрови термос, тя се съхранява в продължение на най-малко два дни, а в три литра - още по-дълго. На ден един начало експерименти, в зависимост от техния интензитет, отнема от един до три литра течен азот. Това е евтин - около 30-50 рубли за литър.
Свързани статии