2025年高考超導體的秘密

在電能傳輸過(guò)程中，由于導線(xiàn)電阻的存在，都要產(chǎn)生熱效應，白白地消耗了電能，還會(huì )給機器、設備造成損害，科學(xué)家為此傷透了腦筋，千方百計地探索電阻很小甚至為零的導體輸送電能。
　　
　　在人類(lèi)以自己的智慧和勞動(dòng)踏入從未進(jìn)入的低溫奇異世界時(shí)，1911年科學(xué)愛(ài)發(fā)現在4.2k附近，水銀的電阻消失了，這就是通常所說(shuō)的超導現象。這時(shí)水銀進(jìn)入了一種新的狀態(tài)，電阻變?yōu)榱�，這種特殊的導電性質(zhì)的物質(zhì)狀態(tài)，科學(xué)家稱(chēng)為超導態(tài)。從此揭開(kāi)了研究超導的第一頁(yè)。超導現象這一偉大發(fā)現，促使人們挖掘物質(zhì)世界中超導電性所隱藏的最神秘的寶藏。
　　
　　具有超導電性的物質(zhì)叫超導體，超導體電阻突然變?yōu)榱愕臏囟冉谐瑢�臨界溫度至今已發(fā)現有28種元素、幾千種合金和化合物是超導體。超導體進(jìn)入超導狀態(tài)時(shí)，不僅其內的電阻為零，而且體內的磁場(chǎng)也為零，表現出完全的抗磁性。
　　
　　請看一個(gè)有趣的實(shí)驗：把由三條銅腿支撐著(zhù)的鉛碗浸入液氦中，這時(shí)溫度為4K，鉛進(jìn)入超導狀態(tài)，當永久磁棒靠近鉛碗表面時(shí)，奇怪的現象發(fā)生了，磁棒懸空漂浮在碗的上面。這是由于鉛碗的完全抗磁性產(chǎn)生了足夠大的排斥力，與磁棒受到的重力相平衡的緣故。
　　
　　長(cháng)期以來(lái)，人們發(fā)現的超導體只能低溫液氦區（4K左右）工作，這就需要許多低溫設備和技術(shù)，費用很高且不方便，因而限制了超導體的應用。
　　
　　60年代開(kāi)始，人們一直在探索把超導臨界溫度提高到液氮溫區（77K）以上的辦法，這就是高溫超導研究。1986年高溫超導研究取得了突破性的發(fā)展，科學(xué)家相繼發(fā)現了許多高溫超導物質(zhì)�，F在高溫超導體的臨界溫度已達到130K左右，使超導體已走出了液氦的陰影，為人類(lèi)挖掘超導電性所隱藏的寶藏開(kāi)辟了廣闊的前景。
　　
　　現在超導的應用已闖入許多重要領(lǐng)域，如超導磁體、超導加速器、超導電動(dòng)機等。但超導的廣泛應用還要克服許多障礙，超導世界的奧秘有待進(jìn)一步揭示。
　　
　　有位超導專(zhuān)家說(shuō)過(guò)：“如果在常溫下，例如300K左右能實(shí)現超導電現象，則將使現代文明的一切技術(shù)發(fā)生變化。”科學(xué)家正在超導世界中探索性能更好的高溫超導材料，研究高溫超導在技術(shù)上的應用�？梢灶A見(jiàn)，超導獎在能源、通信、計算機、醫療、交通各個(gè)領(lǐng)域中大顯身手，為人類(lèi)造福。

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