Техника - молодёжи 1948-11, страница 14

Инженер К, ГЛАДКОВ

Электрическая сверхпроводимость некоторых металлов—одно из самых интереснейших явлений современной физик».

Многие лаборатории систематически изучают явление сверхпроводимости, отыскивая возможности применения этого явления для практических целей.

Одним из таких применений является использование сверхпроводимости в приборах, называемых болометрами, служащих для измерения тепловых потоков.

Работа болометров основана на том принципе, что сопротивление металлов под действием температуры меняется. По величине сопротивления металлической нити или пластинки можно судить о температуре, на которую она на/рета.

Но у металлов в обычном состоянии температурный коэфициент сопротивле

ние К АРЦЕУЛОВА

ния невелик—сопротивление их слабо меняется под действием температуры. Поэтому слабые тепловые излучения с помощью обычных болометров обнару- t жить нельзя. У некоторых же веществ ⁴⁴ вблизи к состоянию сверхпроводимости температурный коэфициент сопротивления достигает значительных размеров. Это дало возможность построить необыкновенно чувствительный болометр.

Небольшая пластинка нитрида металла ниобия помещается в откаченный •сосуд, в котором при помощи жидкого «водорода поддерживается очень низкая температура. Когда температура внутри болометра достигает величины 14,38 градуса выше абсолютного нуля, электрическое сопротивление пластинки резко уменьшается-. Ничтожного тепла, например тепла, излучаемого человеком, находящимся от прибора на расстоянии в 0,5 километра, нагревающего нитрид ниобия на ничтожную долю градуса, вполне достаточно, чтобы изменить электрическую проводимость полоски в пределах, заметных для современных измерительных приборов.

Этим болометром может быть обнаружено и измерено колебание температуры, составляющее всего лишь десяти-миллиоиные доли градуса.

Если поместить такой прибор, скажем, на самолет, колебания измерительной стрел км отметят появление даже самого отдаленного к слабого источника тепла, каким, например, в ночное время является озеро, река, море...

Недавно -при работе с таким болометром было обнаружено еще одно интересное явление. Во время опыта по определению уровня «шумов», производимых движением электронов в пластинке нитрида ниобия, в зависимости от ее температуры в цепь болометра был включен усилитель и громкоговоритель.

Когда температура внутри болометра была доведена до уровня 14,38° и пластинка стала сверхпроводящей, неожиданно «место обычных легких шорохов из рупора полились отчетливые и громкие звуки радиопередачи.

Этот неожиданный результат имел место только тогда, когда температура металла достигала границ сверхпроводимости. Дальнейшие опыты показали, что этот своеобразный радиоприемник может (принимать и другие радиостанции.

Проблема детектирующих свойств ниобия ® сверхпроводящем состоянии особенно широко изучалась советскими учеными 'Б. Г. Лазаревым и 'А. ^ГА. Гал

киным, опубликовавшими свои работы еще в 1941 году.

Вкратце объяснение физической картины этого явления таково.

Температура, при. которой наступает сверхпроводимость, зависит от магнитного поля, которым, окружен проводник. Если оно достаточно велико, сверхпроводимость разрушается, как бы ни была низ#а температура. В пластинке, находящейся на самой границе сверхпроводимости, даже от ничтожно малых полей сопротивление резко возрастает.

Радиоволны представляют собой быстрые ко (ебания электрического и магнитного поля. Последнее то складывается с магнитным' полем постоянного тока, текущего через пластинку болометра, то вычитаются из него. !При сложении полей сверхпроводимость частично разрушается. У пластины появляется сопротивление тем большее, чем больше амплитуда электромагнитного сигнала. 'А он модулирован звуковой частотой, следовательно, с этой частотой меняется и ток, идущий в усилитель.

Намечаются возможности и иначе использовать явление электрической сверхпроводимости, в радиотехнике.

Катушка радиоприемника, сделанная, например, из свинца, погруженная в жидкий гелий, может иметь коэфициент усиления (добротность) значительно выше. чом при обычных температурах. Теоретически этот коэфициент мог бы быть бесконечно большим, если бы не было потерь в диэлектрике конденсатора, влияния окружающих предметов и обратного излучения. Тем не менее можно ожидать, что он будет во много раз больше, чем у самых лучших современных радиотехнических контуров.

Ори таких добротностях выигрыш в электрических характеристиках цепей может оправдать сложность установок низкой температуры.

Наука неуклонно идет вперед, и то, что представляло еще недавно интерес чисто теоретический, в будущем может стать основой практических приложений.

\ 1&**'*'"' у} • t