
超導(superconductivity)是指導體在特定低溫條件下電阻完全消失(零電阻)并排斥磁場的物理現象。該術語由"超"(超越常規導電性)和"導"(導電)構成,英文對應詞為"superconductivity",其核心特征包含:
零電阻特性 在臨界溫度(Tc)以下,超導材料内部的電子形成庫珀對,實現電子無阻礙流動。如水銀在4.2K時電阻突降為零(來源:《中國物理學會基礎物理術語規範》)。
邁斯納效應 超導體完全排斥磁場,磁場線無法穿透材料内部。該現象由物理學家Walther Meissner發現,是判定超導态的重要指标(來源:國家标準《GB/T 13811-2003 超導電性術語》)。
應用領域 包括磁共振成像(MRI)、粒子加速器磁體、量子計算機芯片等。日本東海鐵路公司研發的L0系超導磁懸浮列車已實現603km/h載人運行記錄(來源:國際超導工業協會技術白皮書)。
該概念最早由荷蘭物理學家Heike Kamerlingh Onnes于1911年發現,1986年銅氧化物高溫超導體的發現将臨界溫度提升至液氮溫區(77K),2015年硫化氫在高壓下實現203K超導态則刷新了記錄(來源:《自然》雜志超導研究百年綜述)。
超導(Superconductivity)是指導體在特定條件下電阻突變為零并表現出完全抗磁性的物理現象。以下是綜合多個權威來源的詳細解釋:
超導現象指材料在低于臨界溫度($T_c$)時,電阻完全消失(通常認為低于$10^{-25}$Ω·mm²/m)。例如汞的臨界溫度為4.2 K(約-269℃),當溫度降至該值時,其電阻驟降至零,電流可無損耗持續流動。
零電阻效應
超導體在$T_c$以下電阻消失,電流通過時不産生熱損耗。這一特性可用于高效電力傳輸,例如超導電纜的能耗僅為傳統電纜的1/10。
完全抗磁性(邁斯納效應)
超導體會排斥外部磁場,形成内部磁感應強度為零的狀态。此現象與普通導體的電磁感應不同,例如磁懸浮列車正是利用該效應實現懸浮。
當前研究聚焦于提高臨界溫度,例如室溫超導(300 K左右)若能實現,将徹底變革能源、交通等領域。但現有高溫超導材料(如銅基/鐵基材料)仍需要液氮溫區(77 K),且微觀機制尚未完全明确。
注:如需了解更多技術細節,可參考搜狗百科、南方科技大學等權威來源。
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