تحقیق در مورد ابر رسانایی

اختصاصی از رزفایل تحقیق در مورد ابر رسانایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 12 صفحه

---

 قسمتی از متن .doc : 

ابر رسانایی:

ابر رسانایی پدیده ای است که در دماهای بسیار پایین برای برخی از مواد رخ می دهد در حالت ابر رسانایی مقاومت الکتریکی ساده صفر می شود و ماده خاصیت دیامغناطیسی کامل پیدا میکند یعنی میدان مغناطیسی را از درون ؟؟؟؟ تا کنون معلوم شده است که بیش از 20 عنصر و صدها آلیاژ و ترکیبات بین فلزی ابر رسانا وجود دارد ؟؟؟ دمای گذار ابر رسانا از خیلی پایین تر از یک کلوین تا حدود 20 کلوین است.

دمای بحرانی دمایی است که در آن ماده از حالت معمولی به حالت ابر رسانایی می رسد و این دما بستگی به نوع ماده دارد.

تنها تفاوت اصلی ابر رسانا با رسانای کامل این است که ابر رسانا میدان مغناطیسی را از درون خود طرد می کند و بنابراین میدان مغناطیسی آن همواره صفر است در حالی که در رسانای کامل انتظار می رود میدان مغناطیسی ثابت بماند.

در رساناهای عادی مقاومت الکتریکی با کاهش دما کم می شود ولی هیچ گاه به صفر نمی رسد ولی در مواد ابر رسانا مثل جیوه- آلومینیوم و بعضی از آلیاژهای فلزی اگر دما از مقدار مشخصی که همان دمای بحرانی است کمتر شود مقاومت الکتریک ناگهان صفر می شود.

ابر رسانایی به دو نوع تقسیم می شود:

ابر رسانایی نوع I که در دماهای کم مورد بررسی قرار می گیرند و در بالا به آن پرداختیم.

ابر رسانایی نوع II که ابر رسانا در دماهای بالا است دمای بحرانی این ابر رساناها بیش از 90 کلوین است. نظریه کنونی ابر رساناها نمی توانند ابر رسانایی دمای بالا را توضیح دهند. از نظر علمی ابر رساناهای دمای بالا کاربردهای بسیار بیشتری دارند. زیرا در دماهایی ابر رسانا می شوند که راحت تر قابل ایجاد هستند.

اثر مایسز:

در سال 1933 Meissner و Oschsenfeld نشان دادند که وقتی ماده مورد آزمایش قبل از ابر رسانا شدن در میدان مغناطیسی باشد ؟؟؟ از آن عبور می کند ولی وقتی در حضور میدان به دمای بحرانی برسد و ابر رسانا گردد دیگر هیچ گونه ؟؟؟؟ مغناطیسی از آن عبور نمی کند و تبدیل به یک دیا مغناطیس کامل می شود که شدت میدان درون آن صفر خواهد بود.

اگر ابر رسانا را در یک میدان مغناطیسی خارجی ضعیف قرار دهیم میدان فقط تا مسافت کمی در ابر رسانا پیشروی می کند کمه عمق نفوذ لندن نامیده می شود پس از این مسافت میدان به سرعت به صفر میل می کند و این پدیده یکی از مشخثه های اصلی مواد ابر رسانا است.

فیزیکدانان مختلف همواره سعی کرده بودند به موادی دست پیدا کنند که اولا در دمای پایین ابر رسانا شوند ثانیا برای فرآیند سرمایش بجای هلیم پر هزینه از نیتروژن مایع استفاده شود تا بدین ترتیب بتوانند کابلهای مناسب برای حمل و انتقال برق و یا موتور الکتریکی بسازند تلاش های آن ها به آزمایش زیر منجر شد:

یک مغناطیس استوانه ای روی یک قطعه ابر رسانا که توسط نیتروژن خنک شده شناور می ماند. زیرا ابر رسانا طبق اثر مایسز می توانند خطوط میدان مغناطیسی را به خارج پرتاب کند و قرص مغناطیسی شناور می ماند و به این ترتیب یک موتور چرخان ساخته می شود.

دو فیزیکدان آلمانی در سال 1933 به نام های Walther Meissner و Robert ochsenfeld به مطالعه ابر رسانایی (تمایل ماده به از دست دارن مقاومت در برابر جریان الکتریکی) در قلع پرداختند . آنها کشف نمودند که در 72/3 کلوین ( 72/3 درجه بالاتر از صفر مطلق ) یک میله استوانه ای قلع ویژگی غیر معمولی را نشان می دهد این میله میدان مغناطیسی را از داخل خود خارج می کند و پادمغناطیس می شود تحقیقات بعدی نشان داد که این رفتار از جمله ویژگی های موادی است که به مرحله ابر رسانایی می رسند این رفتار تحت عنوان اثر مایسز یا و oschsenfeld-Meissner شناخته شده است.

در واقع میدان مغناطیسی در اثر مایسز بیرون داده نمی شود بلکه در لایه بسیار نازکی اطراف ماده ابر رسانا وجود دارد. ضخامت لایه کمتر از یک میلیونیوم سانتی متر است که این ضخامت عمق نفوذ لندن نامیده می شود . پس از این ضخامت میدان به سرعت به سمت صفر میل می کند.

یک کشف جدید نشان داده است که وجود یک میدان مغناطیسی خارجی قوی می تواند پدیده مایسز را خنثی کند . زمانی که این نوع میدان در ماده

ابر رسانایی

اختصاصی از رزفایل ابر رسانایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تحقیق ابررسانایی در 11 صفحه فایل ورد قابل ویرایش و آماده پرینت

خلاصه ای از متن تحقیق

ابر رسانایی

به ترکیب جالب خواص الکتریکی و مغناطیسی فلزات مشخصی که در درجات حرارت خیلی پایین در آنها به وجود می‌آید اطلاق می شود. یک چنین دمایی اولین بار در سال 1908 وقتی کمرلینگ اونز در دانشگاه لیدن موفق به تولید هلیوم مایع گردید حاصل شد که با استفاده از آن توانست به درجه حرارت حدود یک درجه کلوین برسد.
یکی از اولین بررسی هایی که ا.نز با این درجه حرارت پایین قابل دسترسی انجام داد مطالعه تغییرات مقاومت الکتریکی فلزات بر حسب درجه حرارت بود. چندین سال قبل از آن معلوم شده بود که مقاومت فلزات وقتی دمای آنها به پایین تر از دمای اتاق برسد کاهش پیدا می کند. اما معلوم نبود که اگر درجه حرارت تا حدود کلوین تنزل یابد مقاومت تا چه حد کاهش پیدا می کند. آقای اونز که با پلاتینیم کار می کرد متوجه شد که مقاومت نمونه سرد تا یک مقدار کم کاهش پیدا می کرد که این کاهش به خلوص نمونه بستگی داشت. در آن زمان خالص ترین فلز قابل دسترس جیوه بود و در تلاش برای بدست آوردن رفتار فلز خیلی خالص اونز مقاومت جیوه خالص را اندازه گرفت.او متوجه شد که در درجه حرارت خیلی پایین مقاومت جیوه تا حد غیر قابل اندازه گیری کاهش پیدا می کند که البته این موضوع زیاد شگفت انگیز نبود اما نحوه از بین رفتن مقاومت غیر منتظره می نمود.موقعی که درجه حرارت به سمت صفر تنزل داده می شود به جای اینکه مقاومت به ارامی کاهش یابد در درجه حرارت 4 کلوین ناگهان افت می کرد و پایین تر ازاین درجه حرارت جیوه هیچگونه مقاومتی از خود نشان نمی داد. همچنین این گذار ناگهانی به حالت بی مقاومتی فقط مربوط به خواص فلزات نمی شد و حتی اگر جیوه ناخالص بود اتفاق می افتاد.آقای اونز قبول کرد که پایین تر از 4 کلوین جیوه به یک حالت دیگری از خواص الکتریکی که کاملا با حالت شناخته شده قبلی متفاوت بود رفته است و این حالت تازه (( حالت ابر رسانایی )) نام گرفت.بعدا کشف شد که ابررسانایی را می توان از بین برد ( یعنی مقاومت الکتریکی را می توان مجددا بازگردانید.) و در نتیجه معلوم شد که اگر یک میدان مغناطیسی قوی به فلز اعمال شود این فلز در حالت ابررسانایی دارای خواص مغناطیسی بسیار متفاوتی با حالت درجه حرارتهای معمولی می باشد.
تاکنون مشخص شده است که نصف عناصر فلزی و همچنین چندین آلیاژ در درجه حرارت های پایین ابر رسانا می شوند. فلزاتی که ابررسانایی را در درجه حرارت های پایین از خود نشان می دهند ( ابر رسانا ) نامیده می شوند. سالهای بسیاری تصور می شد که تمام ابررسانا ها بر طبق یک اصول فیزیکی مشابه رفتار می کنند. اما اکنون ثابت شده است که دو نوع ابررسانا وجود دارد که به نوع I و II مشهور می باشد. اغلب عناصری که ابررسانا هستند ابررسانایی از نوع I را از خود نشان می دهند.در صورتی که آلیاژها عموما ابررسانایی از نوع II را از خود نشان می دهند. این دو نوع چندین خاصیت مشابه دارند. اما رفتار مغناطیسی بسیار متفاوتی از خود بروز می دهند.

ابر رسانا ها

اگردمای فلزات مختلف را تا دمای معینی(دمای بحرانی) پایین اوریم پدیده شگرفی در انها اتفاق می افتد که طی ان به ناگهان مقاومتشان را در برابرعبور جریان برق تا حد صفراز دست خواهند داد .وتبدیل به ابررسانا خواهند شد.

(البته موادی مانند نقره نیز هستند که مقاومت ویژه شان حتی در دمای صفر درجه کلوین نیز صفر نمی شود).هرچند در این دما میتوان بسیاری از مواد را ابر رسانا نمود محققا ن برای رسیدن به چنین دمایی مجبورند از هلیم مایع ویا هیدرژن استفاده کنند که بسیار گرانند

امروزه ابر رسانایی را در موادی ایجاد می کنند که دمای بحرانیشان زیادتر از 77 درجه کلوین است که برای رسیدن به چنین دمایی از ازت مایع استفاده می کنند که نقطه جوشش 77 درجه کلوین است.

تاریخجه ابر رسانایی

ابررسانایی برای اولین باردر سال 1911 توسط هایک کامرلینگ اونس(1926-1853)مطرح گردید. وی دمای یک میله منجمد جیوه ای را تا دمای نقطه جوش هلیم مایع(4.2 درجه کلوین )پایین اوردد و مشاهده نمود که مقاومت ان ناگهان به صفر رسید. سپس یک حلقه سربی را در دمای 7 درجه کلوین ابررسانا نمود و قوانین فارادی را بر روی ان ازمایش کردومشاهده نمود وقتی با تغییر شار در حلفه جریان القایی تولید شود.

حلقه سربی برعکس رسانا های دیگر رفتارمی نمایدیعنی پس از قطع میدان تا مادامیکه در حالت ابر رسانایی قرار داردجریان اکتریکی را حفظ می کند. به عبارتی اگریک سیم ابررسانا داشته باشیم پس از بوجود امدن جریان الکتریکی دران بدون مولد الکتریکی ( مثل باطری یا برق شهر )نیز می تواند حامل جریان باشد.

اگر در همین حالت میدان مغناطیس قوی در مجاورت سیم ابررسانا قرار دهیم ویا دمای سیم را با لاتر از دمای بحرانی ببریم جریان در ان بسرعت صفر خواهد شد چون دراین ...