
超导(superconductivity)是指导体在特定低温条件下电阻完全消失(零电阻)并排斥磁场的物理现象。该术语由"超"(超越常规导电性)和"导"(导电)构成,英文对应词为"superconductivity",其核心特征包含:
零电阻特性 在临界温度(Tc)以下,超导材料内部的电子形成库珀对,实现电子无阻碍流动。如水银在4.2K时电阻突降为零(来源:《中国物理学会基础物理术语规范》)。
迈斯纳效应 超导体完全排斥磁场,磁场线无法穿透材料内部。该现象由物理学家Walther Meissner发现,是判定超导态的重要指标(来源:国家标准《GB/T 13811-2003 超导电性术语》)。
应用领域 包括磁共振成像(MRI)、粒子加速器磁体、量子计算机芯片等。日本东海铁路公司研发的L0系超导磁悬浮列车已实现603km/h载人运行记录(来源:国际超导工业协会技术白皮书)。
该概念最早由荷兰物理学家Heike Kamerlingh Onnes于1911年发现,1986年铜氧化物高温超导体的发现将临界温度提升至液氮温区(77K),2015年硫化氢在高压下实现203K超导态则刷新了记录(来源:《自然》杂志超导研究百年综述)。
超导(Superconductivity)是指导体在特定条件下电阻突变为零并表现出完全抗磁性的物理现象。以下是综合多个权威来源的详细解释:
超导现象指材料在低于临界温度($T_c$)时,电阻完全消失(通常认为低于$10^{-25}$Ω·mm²/m)。例如汞的临界温度为4.2 K(约-269℃),当温度降至该值时,其电阻骤降至零,电流可无损耗持续流动。
零电阻效应
超导体在$T_c$以下电阻消失,电流通过时不产生热损耗。这一特性可用于高效电力传输,例如超导电缆的能耗仅为传统电缆的1/10。
完全抗磁性(迈斯纳效应)
超导体会排斥外部磁场,形成内部磁感应强度为零的状态。此现象与普通导体的电磁感应不同,例如磁悬浮列车正是利用该效应实现悬浮。
当前研究聚焦于提高临界温度,例如室温超导(300 K左右)若能实现,将彻底变革能源、交通等领域。但现有高温超导材料(如铜基/铁基材料)仍需要液氮温区(77 K),且微观机制尚未完全明确。
注:如需了解更多技术细节,可参考搜狗百科、南方科技大学等权威来源。
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