超導體邁斯納效應簡介

2020-08-28 物理宿博士



當把超導材料放入磁場中時，超導體內部的磁通量會被即刻「清空」。這是因為磁場會使得超導體表面出現超導電流，該超導電流又反過來在超導體內產生與外磁場大小相等、方向相反的磁場，兩個磁場相互抵消，使超導體內形成恆定為零的磁感應強度。因此從外部看起來，就像是超導體排空了體內的磁感線一樣。

當把超導材料放在磁鐵上時，只要這個磁體的磁場強度不超過特定極限，超導體便可以懸浮在磁體上方。這是因為邁斯納效應讓磁場發生畸變，產生了一個向上的力。

如果磁場的強度持續增加，超導體就會失去超導性，這類具有邁斯納效應的超導體被稱為I型超導體，它們都是金屬超導體。還有一些超導體不具有或者只擁有部分邁斯納效應，它們被稱為II型超導體，通常是各種由非金屬和金屬構成的合金材料，這類超導體在強磁場下也能維持超導性能。

應該指出，超導體不能簡單的看成是電阻率為零的「超級」導體，邁斯納效應賦予了超導體更豐富的意義。



最後說一句，邁斯納（Walther Meissner）和他的博士後奧切森菲爾德（Robert Ochsenfeld）在1933年對被冷卻到超導態的錫和鉛進行磁場分布測量時發現了這種效應。

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