โลโก้
ยูเนี่ยนพีเดีย
การสื่อสาร
ดาวน์โหลดได้จาก Google Play
ใหม่! ดาวน์โหลด ยูเนี่ยนพีเดีย บน Android ™ของคุณ!
ดาวน์โหลด
เร็วกว่าเบราว์เซอร์!
 

ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็ก

ดัชนี ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็ก

วอร์และแฟร์แบ็ง (Deaver & Fairbank) ได้ศึกษาและค้นพบ ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็ก (Flux quantization) โดยการขึ้นรูปสารให้เป็นรูปวงแหวนแล้วใส่สนามแม่เหล็กเข้าไปในขณะที่สารมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤต พบว่าสนามแม่เหล็กดังกล่าวสามารถทะลุผ่านสารนี้ได้ แต่เมื่อลดอุณหภูมิของสารให้ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตสารนี้จะมีสภาพนำยวดยิ่ง แล้วนำสนามแม่เหล็กที่ใส่เข้าไปออก พบว่าฟลักซ์แม่เหล็กจะถูกกักอยู่ภายในวงแหวนของตัวนำยวดยิ่งและมีค่าเท่ากับ nηc/2e เมื่อ n คือ เลขจำนวนเต็ม สนามแม่เหล็กที่ให้เข้าไปจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไหลวนอยู่ภายในวงแหวนนั้น และจะเหนี่ยวนำทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กลอดผ่านพื้นที่ในวงแหวน โดยมีค่าจากการคำนวณเท่ากับ 4*107 gauss-cm2 และฟลักซ์ที่วัดจากการคำนวณเป็น 4.0679*107 gauss-cm2 ซึ่งค่านี้ประกอบด้วยอิเล็กตรอน 2 ตัว ทำให้เป็นการยืนยันว่ากลไกของการเกิดสภาพนำยวดยิ่งมาจากคู่คูเปอร์ตามทฤษฎีบีซีเอ.

5 ความสัมพันธ์: สภาพนำยวดยิ่งสนามแม่เหล็กอุณหภูมิวิกฤตทฤษฎีบีซีเอสคู่คูเปอร์

สภาพนำยวดยิ่ง

แม่เหล็กกำลังลอยตัวอยู่เหนือตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง แม่เหล็กกำลังลอยตัวอยู่เหนือตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง Y123 สภาพนำยวดยิ่ง (superconductivity) เป็นปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ที่เกิดขึ้นกับวัสดุบางชนิด ณ อุณหภูมิที่ต่ำมาก จะมีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ และไม่มีสนามแม่เหล็กภายในวัสดุนั้น และเรียกสารที่มีสมบัติเช่นนี้ว่าตัวนำยวดยิ่ง (superconductor) ความต้านทานไฟฟ้าในตัวนำไฟฟ้าที่เป็นโลหะนั้นจะลดลงเมื่ออุณหภูมิลดต่ำลง อย่างไรก็ตาม ตัวนำทั่วไปอย่างเช่น ทองแดงและเงินที่ไม่บริสุทธิ์หรือมีตำหนิอื่น ๆ จะมีขีดจำกัดในการลดอุณหภูมิลง ถึงแม้อุณหภูมิจะเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ แต่ทองแดงก็ไม่สามารถมีความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ได้ ในทางตรงกันข้าม ความต้านทานของตัวนำยวดยิ่งนั้นจะแสดงสภาพความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ได้โดยไม่ต้องลดอุณหภูมิให้ถึงศูนย์สัมบูรณ์ เพียงแค่ลดอุณหภูมิให้ถึงค่า ๆ หนึ่งที่เรียกว่า"อุณหภูมิวิกฤต" (Critical Temperature) ความต้านทานไฟฟ้าจะมีค่าเป็นศูนย์อย่างทันที่ทันใด กระแสไฟฟ้าจะไหลในวงจรที่มีสายไฟที่มีสภาพตัวนำยวดยิ่งอย่างไม่จำกัดโดยไม่มีการสูญเสียกำลังเลยแม้แต่น้อย ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจหนึ่งของตัวนำยวดยิ่ง คือ ปรากฏการณ์ทางแม่เหล็ก ที่เรียก ว่า ปรากฏการณ์ไมสเนอร์ โดยถ้านำก้อนของตัวนำยวดยิ่งในสถานะปกติไปวางใน สนามแม่เหล็กอ่อน ๆ และให้อุณหภูมิมากกว่าอุณหภูมิวิกฤต จะไม่มีปรากฏการณ์พิเศษอะไรเกิดขึ้น แต่ถ้านำก้อนของตัวนำยวดยิ่งในสภาพนำยวดยิ่งไปวางในสนามแม่เหล็กอ่อน ๆ และให้อุณหภูมิน้อยกว่าอุณหภูมิวิกฤตตัวนำ จะประพฤติตัวเป็นแม่เหล็กไดอาที่สมบูรณ์ จะทำให้มีสนามแม่เหล็กภายในตัวนำจะเท่ากับศูนย์ และเส้นแรงแม่เหล็กจะถูกผลักออกจากตัวนำ สภาพนำยวดยิ่งเป็นปรากฏการณ์ทางกลศาสตร์ควอนตัมเช่นเดียวกับ ferromagnetism และ atomic spectral lines ซึ่งก็ไม่ได้หมายความว่าตัวนำยวดยิ่งจะมีสภาพนำไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบตามแบบฉบับของฟิสิกส์ยุคเก่า ทั้งนี้ตัวนำยวดยิ่งแบบดั้งเดิมนี้สามารถใช้ทฤษฎีบีซีเอส อธิบายได้ สภาพนำยวดยิ่งเกิดขึ้นกับสสารหลายชนิด รวมไปถึงธาตุที่หาง่ายอย่างดีบุกและอะลูมิเนียมหรือวัสดุมีค่าอย่างอัลลอยและสารกึ่งตัวนำที่ถูกโดปอย่างหนักบางชนิดอีกด้วย สภาพนำยวดยิ่งจะไม่เกิดขึ้นในโลหะมีค่าอย่างทองคำหรือเงินหรือสารแม่เหล็กส่วนใหญ่ ในปัจจุบันตัวนำยวดยิ่งสามารถแบ่งได้ตามสมบัติแม่เหล็กได้เป็น 2 ชนิดคือ ตัวนำยวดยิ่งชนิดที่ 1 และตัวนำยวดยิ่งชนิดที่ 2 ในปี 1986 มีการค้นพบตระกูลวัสดุเซรามิค cuprate-perovskite ที่รู้จักกันดีในชื่อของ ตัวนำยวดยิ่งอุณหภูมิสูง (High temperature superconductor) โดยมีอุณหภูมิวิกฤตประมาณ 90 เคลวิน อย่างไรก็ตามอุณหภูมินี้ก็สูงเพียงพอที่จะนำมาใช้งานโดยหล่อเย็นด้วยไนโตรเจนเหลว (77 เคลวิน) ที่มีราคาไม่แพงมากนัก ทำให้สารชนิดนี้เป็นที่น่าสนใจและนำมาสู่การวิจัยค้นคว้าสภาพนำยวดยิ่งกันอย่างแพร่หลาย สารชนิดนี้เป็นปรากฏการณ์ใหม่ที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีที่มีอยู่ในปัจจุบัน.

ใหม่!!: ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็กและสภาพนำยวดยิ่ง · ดูเพิ่มเติม »

สนามแม่เหล็ก

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเส้นลวดทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก (M) รอบๆ บริเวณเส้นลวด ทิศทางของสนามแม่เล็กที่เกิดขึ้นนี้เป็นไปตามกฎมือขวา กฎมือขวา Hans Christian Ørsted, ''Der Geist in der Natur'', 1854 สนามแม่เหล็ก นั้นอาจเกิดขึ้นได้จากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า หรือในทางกลศาสตร์ควอนตัมนั้น การสปิน(การหมุนรอบตัวเอง) ของอนุภาคต่างๆ ก็ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กเช่นกัน ซึ่งสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการ สปิน เป็นที่มาของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรต่างๆ สนามแม่เหล็กคือปริมาณที่บ่งบอกแรงกระทำบนประจุที่กำลังเคลื่อนที่ สนามแม่เหล็กเป็นสนามเวกเตอร์และทิศของสนามแม่เหล็ก ณ ตำแหน่งใดๆ คือทิศที่เข็มของเข็มทิศวางตัวอย่างสมดุล เรามักจะเขียนแทนสนามแม่เหล็กด้วยสัญลักษณ์ \mathbf\ เดิมทีแล้ว สัญลักษณ์ \mathbf \ นั้นถูกเรียกว่าความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กหรือความเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ในขณะที่ \mathbf.

ใหม่!!: ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก · ดูเพิ่มเติม »

อุณหภูมิวิกฤต

อุณหภูมิวิกฤต (critical temperature) คืออุณหภูมิที่โลหะมีสภาพนำไฟฟ้ายวดยิ่ง เมื่อลดอุณหภูมิของตัวนำยวดยิ่ง ค่าความต้านทานไฟฟ้าจะเป็นศูนย์อย่างทันทีทันใด ซึ่งเป็นสมบัติเบื้องต้นของตัวนำยวดยิ่งทุกประเภทและเป็นที่มาของชื่อตัวนำยวดยิ่ง หรือ superconductor ด้ว.

ใหม่!!: ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็กและอุณหภูมิวิกฤต · ดูเพิ่มเติม »

ทฤษฎีบีซีเอส

ทฤษฎี BCS เสนอโดย จอห์น บาร์ดีน (John Bardeen), ลีออน นีล คูเปอร์ (Leon Neil Cooper) และ จอห์น รอเบิร์ต ชริฟเฟอร์ (John Robert Schrieffer) (BCS) ในปี 1957 เป็นทฤษฎีระดับจุลภาค กล่าวคือเป็นทฤษฎีที่เริ่มต้นการพิจารณาสมบัติของตัวนำยวดยิ่งจากกลไกที่เล็กที่สุดทฤษฎีแรกของสภาพนำยวดยิ่งตั้งแต่ที่ได้ถูกค้นพบในปี 1911 เป็นทฤษฎีที่อธิบายสภาวะการนำไฟฟ้ายวดยิ่งที่เป็นผลลัพธ์ระดับจุลภาค ที่เกิดจาก"การควบแน่น"ของคู่อิเล็กตรอนเข้าสู่สถานะคล้ายสถานะ โบซอน (BOSON)กลายเป็นคู่ของอิเล็กตรอนหรือที่เรียกว่าคู่คูเปอร์ จากผลงานวิจัยนี้ทำให้ บาร์ดีน คูเปอร์ และชริฟเฟอร์ ได้รับรางวัลโนเบล ใน ปี 1972 โดยมีคำอธิบายว่า "for their jointly developed theory of superconductivity, usually called the BCS-theory".

ใหม่!!: ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็กและทฤษฎีบีซีเอส · ดูเพิ่มเติม »

คู่คูเปอร์

ู่คูเปอร์ (Cooper pair) กลไกของการเกิดสภาพนำยวดยิ่งเกิดจากการดึงดูดกันของอิเล็กตรอนสองตัวภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม โดยอันตรกิริยาแบบดึงดูดระหว่างอิเล็กตรอนสองตัวภายในตัวนำยวดยิ่ง อาศัยโฟนอนเป็นสื่อกลางในการจับคู่อิเล็กตรอน โดยอิเล็กตรอนที่สามารถจะจับคู่กันได้จะต้องมีโมเมนตัมและสปินตรงข้ามกัน ในฟิสิกส์สสารอัดแน่น (condensed matter physics), คู่คูเปอร์หรือคู่ BCS คือคู่ของอิเล็กตรอน (หรือเฟอร์มิออนอื่น ๆ) ที่ถูกยึดเหนี่ยวเข้าด้วยกันที่อุณหภูมิต่ำในลักษณะที่มีความแน่นอน ผู้ที่ได้อธิบายในเรื่องนี้ไว้เป็นคนแรกในปี..

ใหม่!!: ความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็กและคู่คูเปอร์ · ดูเพิ่มเติม »

เปลี่ยนเส้นทางที่นี่:

ฟลักซ์ควอนไทด์เซชันฟลักซ์ควอนไทเซชันความไม่ต่อเนื่องของเส้นแรงแม่เหล็กในตัวนำยวดยิ่ง

ขาออกขาเข้า
Hey! เราอยู่ใน Facebook ตอนนี้! »