Top.Mail.Ru
Ответы
Аватар пользователя
18лет
Изменено

Ток в сверхпроводнике

В учебнике физики (автор Жданов) написано, что если в сверхпроводнике индуцировать эл ток, то он в нём будет протекать бесконечно долго. Так ли это, и если так - то чем это объясняется (популярно, если можно)?

Дополнен

Но электрон движется с ускорением (по кругу), а согласно выводам из уравнений Максвелла, электрон в любом случае должен испускать фотон, и, теряя кинетическую энергию - замедляться (по этой причине, на сколько я знаю, была отвергнута планетарная модель атома Резерфорда)

Дополнен

Большое спасибо всем за ответы!

По дате
По рейтингу
Аватар пользователя
Гений
18лет

Дорогой Сергей, сверхпроводимость - чисто кванотвое явление, и потому утверждение электрон движется с ускорением (по кругу) попросту неверно. Вихри (макроскопические! ) в сверхпроводнике описываются уравнением Лондонов и их магнитное поле уравнением Гинзбурга-Ландау и получается СТАЦИОНАРНЫМ, то есть излучения нет.
К сожалению, я не могу сказать будет ли излучение от БОЛЬШОГО кольца, и соответственно будет ли затухать ток, а выписывать решение лень, но от колец сантиметрового размера излучения не будет. Более того при попадании сверхпроводника в магнитное поле в нём образуются стационарные устойчивые вихри так назыаваемые вихри Абрикосова, с характерным размером порядка 0.1 - 1 мм, которые тоже ничего не излучают и ведут себя как постоянные магнитики.


Вихрь Абрикосова, шкала в микронах

Аватар пользователя
18лет

сопротивление равно нулю, значит, электрон не теряет энергию, уравнение максвела не работают в таких условиях

Аватар пользователя
18лет

электрон и фотон это одно и то же в различных условиях - плотность "среды"(точнее,электрон это частица,которая появляется при взаимодействии фотонов,так же,как и столкновение электронов и позитронов "рождает" фотоны)

Аватар пользователя
Гений
18лет

Это так. Собсно, ток в сверхпроводнике - это аналогично заряду идеального конденсатора. Если такой кодненсатор зарядить и потом отсоединить от источника питания - заряд никуда не денется, потому что ему делться НЕКУДА. С током в сверхпроводнике то же самое. Чтоб закончиться - нужно сопротивление. Если его нет - нет причин для исчезновение тока (связанное с ним магнитное поле обладает инерцией) .
Представим на минуточку, что этот ток по какой-то причине стал уменьшаться. Значит, будет уменьшаться и связанное с ним магнитное поле. Значит, появится эдс самоиндукции, которая равна МИНУС dФ/dt. То есть, по закону не помню кого, эдс, возникающая при таком изменении тока, будет действовать ПРОТИВ такого изменения, то есть пытаться увеличить ток. Что её легко удастся - ведь сопротивление равно нулю. Таким вот образом и проявляется инерция магнитного поля.

Аватар пользователя
Ученик
18лет

Спасибо, я дополнил вопрос, см. в вопросе

Аватар пользователя
Ученик
18лет

Сверхпроводимость сильно зависит от магнитного поля. Электроны в сверхпроводнике не движутся, двигаются там возмущения "моря" электронов, которые еще называют куперовскими пАрами. Однако ток, текущий в сверхпроводнике приводит к появлению сопротивления, поэтому ток там все же затухает, только происходит это не за день или два. Чем больше ток и меньше радиус кольца, тем больше магнитное поле и тем скорее ток затухнет.
Поэтому и является проблемой создание сверхпроводниковых "сверх"-магнитов.

Аватар пользователя
Ученик
18лет

Всё же непонятно - если колебания затухают, то чем это вызванно:
Либо активным сопротивлением "сверхпроводника" (при большом токе и сильном магнитном поле)
Либо увеличением ускорения (при уменьшении диаметра витка) и, соответственно, - увеличением излучения квантов энергии?

Аватар пользователя
Гуру
18лет

учись дальше - разберёшься

Источник: голова
Аватар пользователя
Ученик
18лет

По Вашему - "читать гипотезы" - означает "учиться"?

Аватар пользователя
Мудрец
18лет

теорией относительности и законом о сохранеении энергии

Аватар пользователя
Ученик
18лет

А каким образом?

Аватар пользователя
Мудрец
18лет

Сверхпроводник - на то и сверхпроводник, что электрический ток течёт в нём с нулевым сопротивлением (т. е. с бесконечной проводимостью) .
На самом деле, это означает, что нет потерь на "трение" электронов об вещество, но потери на излучение остаются. Электрический ток создаёт магнитное поле, которое может быть поглощено чем-либо, а следовательно, ток тем не менее может остановиться. Если таких "поглощающих" тел нет, ток действительно будет течь сколь угодно долго.
Объясняется полным отсутствием потерь кинетической энергии электронов при движении электронов по сверхпроводнику. А это объясняется только квантовой механикой.

Аватар пользователя
Ученик
18лет

Спасибо, я дополнил вопрос, см. в вопросе

Аватар пользователя
Ученик
18лет

это правда. и если понятными словами то сверхпроводник, это проводник в котором сопротивление равно 0, это значит что на ток не действует никакая сила которая его будет тормозить, и поэтому ток там будет двигаться вечно. проблема в том что свойство серх проводника проявляется при низких температурах и при малых токах. и поэтому этот эффект пока не нашел применение в промышленности, хотя счас ведуться разработки, для повышения температуры (и вроде кто то добился этого про комнотной температуре но это может быть и не очень верно, точно знаю что при -100 по с уже добились это точно. ) хотя в металах это происходит при -270 и ниже.

Аватар пользователя
Ученик
18лет

Спасибо, я дополнил вопрос, см. в вопросе



Видео по теме