Supravodič
Supravodič je látka, která vede elektrický proud bez odporu, když je chladnější než "kritická teplota". Při této teplotě se elektrony mohou volně pohybovat materiálem. Supravodiče se liší od běžných vodičů, a to i velmi dobrých. Obyčejné vodiče ztrácejí svůj odpor pomalu, jak se ochlazují. Naproti tomu supravodiče ztrácejí svůj odpor najednou. To je příklad fázového přechodu. Vysoká magnetická pole supravodivost zničí a obnoví normální vodivý stav.
Magnet pohybující se kolem vodiče obvykle vyvolává ve vodiči proudy na základě elektromagnetické indukce. Supravodič však ve skutečnosti zcela vytlačuje magnetické pole indukcí povrchových proudů. Místo aby supravodič propouštěl magnetické pole, chová se jako magnet směřující opačným směrem, který skutečný magnet odpuzuje. Tento jev se nazývá Meissnerův jev a lze jej demonstrovat levitací supravodiče nad magnety nebo naopak.
Magnet levitující nad vysokoteplotním supravodičem chlazeným kapalným dusíkem. Na povrchu supravodiče teče trvalý elektrický proud. Ten vylučuje magnetické pole magnetu (Faradayův indukční zákon). Proud v podstatě vytváří elektromagnet, který odpuzuje magnet.
Historie supravodičů
| 1911 | supravodivost objevil Heike Kamerlingh Onnes |
| 1933 | Meissnerův efekt, který objevili Walter Meissner a Robert Ochsenfeld. |
| 1957 | teoretické vysvětlení supravodivosti, které předložili John Bardeen, Leon Cooper a John Schrieffer (teorie BCS). |
| 1962 | tunelování supravodivých Cooperových párů přes izolační bariéru předpovězené |
| 1986 | Keramický supravodič objevili Alex Müller a Georg Bednorz. Keramika je za normálních okolností izolant. Sloučenina lanthanu, barya, mědi a kyslíku s kritickou teplotou 30 K. Otevřela možnosti pro nové supravodiče. |
Aplikace
- Supravodivé kvantové interferenční zařízení (SQUID)
- Urychlovače částic
- Urychlovače malých částic ve zdravotnictví
- Levitující vlaky
- Jaderná fúze
- Skener MRI
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to supravodič?
Odpověď: Supravodič je látka, která vede elektrický proud bez odporu, když se ochladí pod "kritickou teplotu". Při této teplotě se elektrony mohou volně pohybovat materiálem.
Otázka: Jak se supravodič liší od běžného vodiče?
Odpověď: Obyčejné vodiče ztrácejí svůj odpor (stávají se vodivějšími) pomalu, jak se ochlazují. Naproti tomu supravodiče ztrácejí svůj odpor najednou. To je příklad fázového přechodu.
Otázka: Jaké jsou příklady supravodičů?
Odpověď: Příklady supravodičů jsou kovy rtuť a olovo, keramika a organické uhlíkové nanotrubičky.
Otázka: Jak ovlivňuje magnet pohybující se kolem vodiče?
Odpověď: Za normálních okolností magnet pohybující se kolem vodiče vyvolává ve vodiči proudy na základě elektromagnetické indukce. Supravodič však ve skutečnosti zcela vytlačuje magnetické pole indukcí povrchových proudů.
Otázka: Co je to Meissnerův jev?
Odpověď: Meissnerův jev spočívá v tom, že místo aby supravodič propouštěl magnetické pole, chová se jako magnet směřující opačným směrem, který skutečný magnet odpuzuje. To lze demonstrovat levitací supravodiče nad magnety nebo naopak.
Otázka: Ničí nebo zvyšuje supravodivost vysoké magnetické pole?
Odpověď: Vysoké magnetické pole supravodivost ničí a obnovuje normální vodivý stav.
