40 أمثلة على المواد فائقة التوصيل

المواد فائقة التوصيل

ال مواد فائقة التوصيل هم أولئك الذين ، في ظل ظروف معينة ، لديهم القدرة على إجراء تيار كهربائي دون أي مقاومة أو فقدان للطاقة. على سبيل المثال: الزئبق والليثيوم والتيتانيوم والكادميوم.

مقاومة الموصل الفائق ، على عكس ما يحدث في السائقين مثل الذهب والفضة ، تنخفض بشكل حاد إلى الصفر عندما تبرد المادة دونها درجة الحرارة حرج: يمكن للتيار الكهربائي المتدفق في دوامة من الأسلاك فائقة التوصيل أن يدور إلى أجل غير مسمى بدون مصدر طاقة.

اكتشاف الموصلية الفائقة

الموصلية الفائقة هي ظاهرة مرتبطة بميكانيكا الكم واكتشفها العالم الهولندي هايكه عام 1911 Kamerlingh Onnes ، الذي لاحظ أن المقاومة الكهربائية للزئبق اختفت عندما تم تبريده إلى درجة حرارة 4 كلفن (-269 درجة مئوية).

تحدث الموصلية الفائقة عادةً في درجات حرارة منخفضة ، على الرغم من قدرة الموصل على ذلك تعمل كموصل فائق ، من الضروري أيضًا ألا يتم تجاوز المجال الحالي أو المغناطيسي النقاد.

أول موصلات فائقة تم اكتشافها تعمل في درجات حرارة حرجة تبلغ حوالي 250 درجة مئوية تحت الصفر. تم اكتشاف موصلات فائقة عالية الحرارة في ثمانينيات القرن الماضي ، حيث كانت درجة الحرارة الحرجة حوالي 179 درجة مئوية تحت الصفر. هذا جعل دراسة

مواد كما فتح الباب لوجود موصلات فائقة في درجة حرارة الغرفة.

تصنيف المواد فائقة التوصيل

إذا تم تطبيق مجال مغناطيسي خارجي ضعيف على موصل فائق ، فإنه يصده. عندما يكون المجال المغناطيسي مرتفعًا ، لم تعد المادة فائقة التوصيل. يمنع هذا الحقل الحرج المادة من أن تكون فائقة التوصيل.

التصنيف الإضافي الذي تم إجراؤه بخصوص هذه الموصلات هو التصنيف الذي يقسمها وفقًا لقدرتها على حماية مجال مغناطيسي خارجي تمامًا. تمنع الموصلات الفائقة من النوع الأول تمامًا اختراق المجالات المغناطيسية الخارجية ، بينما تمنع الموصلات الفائقة تعتبر الموصلات الفائقة من النوع الثاني غير كاملة بمعنى أنها تسمح للمجال المغناطيسي باختراقها داخل.

استخدامات وتطبيقات المواد فائقة التوصيل

حتى الآن ، الفائدة الرئيسية للموصلات الفائقة هي إنتاج حقول مغناطيسية قوية جدًا دون فقد الطاقة. وبالتالي ، لديهم تطبيقات في الطب ، في بناء مسرعات الجسيمات والتحكم في المفاعلات النووية ، من بين أمور أخرى. كما أن تطوير الموصلات الفائقة يجعل من الممكن التقدم في دراسة أجهزة الكمبيوتر بشكل أكبر أسرع مع ذاكرة أكبر وقطارات مغناطيسية عالية السرعة وإمكانية انشاء الطاقة الكهربائية بشكل أكثر كفاءة.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الموصلات الفائقة في مختبرات جسدي - بدني لأغراض البحث ، على سبيل المثال في دراسات الرنين المغناطيسي النووي والمجهر الإلكتروني عالي الدقة.

طرق الحصول على المواد فائقة التوصيل

يخضع الحصول على مواد فائقة التوصيل ، في الوقت الحالي ، لتحقيق درجات الحرارة منخفض للغاية ، وهذا هو سبب استخدام عناصر مثل الهيليوم أو النيتروجين عادةً سائل.

أمثلة على المواد فائقة التوصيل