Meissnerov efekt

1. Meissnerovefekt Sve što smo do sada razmatrali vrijedi za “idealni vodič” i za“supravodič”. Meissner i Oschenfeld su 1933. otkrili razliku između njih. Meissnerov efekt “Supravodič isključuje kompletan magnetski tok iz svoje unutrašnjosti”. Predavanje 2

2. hlađenje Idealni vodič se nalazi u prostoru u kojemu je magnetski tok jednak nuli i ohlađen je ispod kritične temperature,“Tc”. BA=0 U zatvorenoj petlji čiji je otpor jednak nuli,fluks je konstantan, tako da dB/dt mora biti jednako nuli, pa će u vodiču poteći ekranizirajuće struje koje će unutar njega stvoriti polje jednako i suprotno polju BA. Primijeni BA Ukloni BA Kada se BAsvede na nulu, dB/dt mora ostati na nuli, tako da i ekranzirajuće struje padaju na nulu. “Idealni vodič”- hlađen u nultom polju BA=0 Predavanje 2

3. Nakon toga, vodič se u magnetskom polju hladi ispod kritične temperature “Tc”. BA Budući da unutar idealnog vodiča nema promjene magnetskog toka (dB/dt=0) i da nema protjecanja ekranizirajućih struja, unutar vodiča će se održati polje BA. BA Kada se BAsvede na nulu, poteći će ekranizirajuće struje kako bi se osiguralo da vrijedi dB/dt=0i tako unutar vodiča održalo polje na iznosu BA. Ukloni BA “Idealni vodič”- hlađenje u polju Na idealni vodič koji se nalazi na visokoj temperaturi primjenjeno je polje BA. BA hlađenje Iako je gustoća primjenjenog fluksa svedena na nulu, struje i dalje teku– uzorak je u biti namagnetiziran. Predavanje 2

4. Hlađenje u polju BA BA=0 hlađenje hlađenje BA BA=0 Da BA BA Ne BA Ne BA Idealni vodič-rezime Hlađen u nultom polju Predavanje 2

5. hlađenje Supravodič postavljen u nulto polje se hladi ispod kritične temperature. BA=0 U zatvorenoj bezotpornoj petlji dB/dtmora biti jednako nuli, tako da će poteći ekranizirajuće struje koje će unutar uzorka generirati polje koje je jednako i suprotno poljuBA. Da BA Kada seBA svede na nulu , dB/dt mora ostati na nuli, tako da i ekranizirajuće struje padaju na nulu. Ne BA Supravodič-hlađenje u nultom polju BA=0 Potpuno jednako kao kod idealnog vodiča Predavanje 2

6. Hlađen u nultom polju Hlađen u nultom polju BA=0 BA=0 hlađenje hlađenje BA=0 BA=0 Da BA Da BA Ne BA Ne BA Supravodič Idealni vodič Predavanje 2

7. hlađenje BA Kompletan magnetski tok se spontano potiskuje iz tijela vodiča, i pored toga što je gustoća primjenjenog toka nepromjenjena i dB/dt=0.Zbog toga moraju poteći ekranizirajuće struje kako bi proizvele polje jednako i suprotno poljuBA!!! BA Kada se gustoća primjenjenog magnetskog toka svede na nulu, ekranizirajuće struje opadaju kako bi osigurale da bude zadovoljen uvjet da je unutar vodičadB/dt=0 Ne BA Supravodič - hlađen u polju Na supravodič koje se nalazi na visokoj temperaturi primjenjenoi je magnetsko polje BA. Nakon toga vodič se u polju čija je gustoća fluksa jednaka BAhladi ispod “Tc”. BA Ovo je Meissnerov Efekt – koji kazuje da unutar supravodiča ne samo da mora biti zadovoljen uvjet dB/dt=0, nego i samo B mora biti jednako nuli. Predavanje 2

8. Hlađen u polju Hlađen u polju BA BA hlađenje hlađenje BA Da BA BA BA Ne BA Ne BA Idealni vodič Supravodič Predavanje 2

9. BA i i i Ekranizirajuće struje-uzorak od čvrstog materijala Lecture 2

10. ekranizirajuće struje magnetski tok izazvan magnetiziranjem primjenjenimagnetski tok Distribucija magnetskog toka-uzorak od čvrstog materijala Primjer perfektnog dijamagnetizma Predavanje 2

11. it it it Supravodljiva cijev Nakon hlađenja supravodljive cijevi koja se nalazila u nultom polju, primjenjeno je vanjsko magnetsko polje. Unutar tijela cijevi imat ćemo da je B=0 Nakon što je primjenjeno vanjsko polje, polje unutar cijevi ostaje jednako nuli zahvaljujući tome što preko vanjske površine cijevi teku ekranizirajuće struje it. Strujeit također poništavaju gustoću toka izazvanu prisustvom primjenjenog polja u šupljini. U ovom se slučaju supravodljiva cijev ponaša potpuno isto kao što bi se ponašala cijev načinjena od materijala koji je “idealni vodič”. Predavanje 2

12. ih it ih it it Supravodljiva cijev Hlađenje supravodljive postavljenje u magnetsko polje Ako se cijev nalazi na temperaturi koja premašuje TCmagnetski tok prolazi i kroz tijelo cijevi i kroz šupljinu Nakon hlađenja do supravodljivog stanja,magnetski tok se potiskuje iz tijela cijevi, fluks se izbacuje iz tijela cijevi B=0 To se postiže zahvaljujući potjecanju ekranizirajućih struja it, koje teku po vanjskoj površini cijevi. Međutim, it također poništavaju gustoću toka primjenjenog toka u šupljini zbog polja primjenjenog u šupljini…. ….ali šupljina nije supravodič – gustoća toka se u njoj ne smije promijeniti! Pitanje: kako bi se ponašala cijev idealne provodnosti? Prema tome, kako bi se očuvala gustoća toka u šupljini, po unutarnjoj površine cijevi moraju poteći strujeih Predavanje 2

13. Sažetak: Magnetsko polje primjenjeno nakon što je supravodljiva cijev ohlađena u nultom polju: Supravodljiva cijev ohlađena u prisustvu primjenjenog magnetskog polja: Razlika it-ihse održava na iznosu koji generira gustoću toka što je jednaka razlici između one u šupljini i one izvan tijela cijevi. Čak i kada se primjenjeno polje svede na nulu, i dalje će postojat polje unutar cijevi (sada generirano strujama ih). Predavanje 2

14. MeissnerovEfekt - sažetak Između 1911. i 1933. istraživači su smatrali da supravodič nije ništa više nego bezotporni idealni vodič. Mjereći vrijednosti svojstava supravodiča hlađenog u magnetskom polju dokazali su da ne samo da je dB/dt=0, nego i da je B=0. Sposobnost supravodiča da potisne (izbaci) magnetski tok iz svoje unutrašnjosti predstavlja Meissnerov efekt. To je prvi pokazatelj da je supravodljivo stanje potpuno novo stanje materije. On pokazuje da se u supravodiču mogu inducirati struje u vremenski invarijantnom polju ,što se kosi s Maxwellovim jednadžbama. Sažetak: Supravodiči izbacuju sav magnetski fluks i imaju nultu otpornost Predavanje 2