21. Zastosowanie zjawiska Seebecka.

???

22.Kriorezystywność

Elektrony w metalach należące do pasma przewodnictwa ulegają rozproszeniu na wszelkiego rodzaju zaburzeniach sieci krystalicznej( defekty, zanieczyszczenia atomami innych pierwiastków itd.) oraz w wyniku drgań cieplnych jonów w węzłach kryształu. W procesie rozproszenia elektrony przekazują sieci energię nabytą w polu elektrycznym. Oporność elektryczna jest wynikiem zaburzeń w strukturze krystalicznej. Ze spadkiem temperatury słabną drgania jonów sieci i rezystywność metalu maleje. Ta część rezystywności, która jest spowodowana defektami struktury lub domieszkami obcych atomów nie zależy od temperatury i pozostaje nawet w najniższych temperaturach- jest to tak zwana rezystancja resztkowa. Drgania cieplne sieci krystalicznej są skwantowane, a kwanty drgań nazywają się fonami. Mówi się więc o rozproszeniu elektronów na fonach, jako przyczynie tej części rezystywności, która zależy od temperatury.

23. Narysować i wyjaśnić zależność p=f(T) dla nadprzewodnika, metalu zwykłego i doskonale czystego.

W temperaturach zbliżonych do pokojowych , rezystywność metali jest prporcjonalna do temperatury, gdyż wartość składowej Pi jest znacznie większa od pozostałych członów.W miarę obniżania temperatury, Pi (T) maleje i p(T) zbliża się asymptotycznie do wartości Pr.

24.Co to jest nadprzewodnistwo? Omówić teorie BCS.

Nadprzewodnictwem nazywamy zjawisko calkowitego zanikania oporu elektrycznego pewnych materialow przy ochladzaniu ich do temp. Bliskiej zeru bezwzglednemu.Teoria BCS( kwantowa teoria nadprzewodnictwa). Zgodnie z ta teoria podstawowym mechanizmem odpowiedzialnym za nadprzewodnictwo jest tworzenie się zwiazanych ze soba par elektronow zwanych parami Coopera.Pare taka tworza dwa elektrony o antyrownoleglych spinach i przeciwstawnie skierowanych pedach.Wiazania elektronow w parach sa dosyc slabe stad ulegaja one latwo rozerwaniu gdy nadprzewodnik jest podgrzewany-material przechodzi wtedy do stanu normalnego.Przy przeplywie pradu przez nadprzewodnik elektrony zwiazane w pary nie biora udzialu w procesie rozpraszania, czyli ich przeplyw odbywa się bez tarcia.Przy dużych gęstościach prądu wiązania par mogą ulec rozerwaniu-materiał przejdzie do stanu normalnego. Wiązanie się elektronów w pary prowadzi do zmiany rozkładu stanów energetycznych w pobliżu poziomu FERMIEGO i do pojawienia się pasma zabronionych wartości energii, czyli do wytworzenia się przerwy w widmie wzbudzeń elektronowych. Przerwa ta oddziela stan podstawowy od stanów wzbudzonych. W temp. Krytycznej , w której materiał przechodzi do stanu normalnego szerokość przerwy maleje do zera.

Zależność gęstości stanów energetycznych od energii w metalu w stanie normalnym(rys. u góry) w stanie nadprzewodzącym (rys. dolny).

25. Charakterystyczne parametry nadprzewodników.

Najbardziej charakterystycznym parametrem materiału nadprzewodzącego jest temperatura krytyczna Tk.Po przekroczeniu której nadprzewodnik traci raptownie własności nadprzewodzące. Dla idealnie czystych monokrystalicznych metali przejście od stanu normalnego w stan nadprzewodnictwa jest bardzo ostre - szerokość obszaru przejściowego temperatury jest mniejsza od 10 (do minus 3 potęgi) K.Dla niezbyt czystych metali polikrystalicznych przejście jest łagodniejsze i szerokość obszaru przejścia jest większa.Przejście metalu ze stanu normalnego w stan nadprzewodnictwa jest zjawiskiem odwracalnym tak jak przejście ze stanu stałego do stanu ciekłego.

Nadprzewodnik jest również doskonałym diamagnetykiem.

26.Narysować i wyjaśnić zależności B=f(T), J=f(T) oraz powierzchni krytycznej J-B-T.

Każda z krzywych Bk(T) na rys. rozdiela ćwierćpłaszczyznę T-B na dwa obszary fazowe: obszar fazy nadprzewodzącej( pod krzywą) i obszar fazy normalnej ( reszta ćwierćpłaszczyzny).Podawane w tablicach wartości temperatur krytycznych nadprzewodników odnoszą się do sytuacji gdy B=0.

27. Zachowanie nadprzewodników w polu magnetycznym.

Nadprzewodnik jest doskonałym diamagnetykiem. W jego wnętrzu nigdy nie pojawia się pole magnetyczne- zostaje ono z niego wyparte z chwilą osiągnięcia stanu nadprzewodnictwa.

28. Zjawisko Meissnera.

Niezależnie od tego czy zewnętrzne pole magnetyczne zostało nałożone przed przjściem w stan nadprzewodnictwa czy po przejściu indukcja magnetyczna we wnętrzu nadprzewodnika jest zawsze równa zeru.Zjawisko to odkryte w 1933 roku przez Meissnera nazwano zjawiskiem Meeissnera.Mechanizm wypychania strumienia magnetycznego z wnętrza próbki polega na tym , że w chwili jej przejścia w stan nadprzewodnistwa na powierzchni nadprzewodnika wzbudza się trwały prąd elektryczny , który wytwarza własne pole magnetyczne kompensuje do zera pole magnetyczne istniejące poprzednio wewnątrz materiału. Ten powierzchowny prąd elektryczny nazywany jest prądem Meissnera lub prądem ekranującym.

29. Głębokość wnikania. Narysować charakterystykę B=f(x) i γ =f(T).

???

30. Nadprzewodniki I i II rodzaju.

Nadprzewodniki tak zwane twarde to nadprzewodniki II rodzaju w odróżnieniu od nadprzewodników miękkich - I rodzaju.

Zasadnicza różnica między tymi nadprzewodnikami polega na różnym mechanizmie przewodzenia prądu i zachowania się w stosunku do zewnętrznego pola magnetycznego.

W nadprzewodniku I rodzaju , o własnościach zbliżonych do idealnego nadprzewodnika prąd płynie jedynie w bardzo cienkiej warstwie na jego powierzchni. Na tą samą grubość może wniknąć pole magnetyczne o indukcji mniejszej od wartości krytycznej. Przy przekroczeniu tej wartości pole przenika całą objętość materiału , przy tym jego własności nadprzewodzące znikają.W nadprzewodniku II rodzaju pole wnika w materiał na głębokość zależną od wartości indukcji pola Można tutaj wyróżnić trzy obszary stanów: normalnego , mieszanego i nadprzewodzącego.

z

---