Техника - молодёжи 1963-06, страница 3
Г. КОТЛОВ, инженер В. КАРЦЕВ, аспирант НА ЛНЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ЮЛОАЦА Магнитно* пола разрушает состоя-ниа сверхпроводимости в металлах, причем чем больше охлажден сверхпроводник, тем труднее вывести его нз зтого состояния. На графине видно, что нновнй становится сверхпроводником при 8° К. А вели охладить его почти до 0° К, то он выдерживает магнитное лоле до 2 500 эрстед. 1. Металл, находящийся в состоянии сверхпроводимости, становится дна-магнетнном: он «выталкивает» нз своего объема внешнее магнитное поле. Поэтому обкладки н> сверхпроводящей фольги помогут создать магнитные линзы для электронных минросиопов небывалой разрешающей силы. Ведь магнитные силовые линии не могут выйтм за пределы пространства, ограниченного фольгой, н пучои злектро-иое может быть остро сфокусирован в центральном отверстии линзы. 2. Цилиндр из сверхпроводника, уложенный над сверхпроводящими об-мотиами, может парить на них сколь угодно долго. Однако вращаться такой цилиндр не может: силы взаимодействия магнитных полей проходят через ось цилиндра. Зато ротор, имеющий форму правильного многоугольника, при создании е обмотках вращающегося магнитного поля, может раэвнеать до 20 000 об/мин. 3. Выталниваиие диамагнитного материала магнитным полем может быть положено в основу реботы электромагнитного упорного подшипника без трения. Но таной подшипник требует непрерывного подвода электроэнергии. Изготовив плиту и обмотки из ссерхпроеодника, можно создать подшнпиии, ие требующий непрерывного подвода энергии. Опыты показали, что одни квадратный сантиметр обмотки в состоянии удерживать «на весу» груз в 300 граммов. 4. А аелн на вал насадить сверхпроводящий гребень и уложить его в две сверхпроводящие обмотни, как показвио на вкладке, то упорный подшипник превращается в опорный. 5. Потерн на сопротивление а линиях электропередачи смогут устранить сверхпроводящие кабели. Они состоят нз трубы, через которую прокачивается жидкий гелий, внутри которой уложен сверхпроводящий стержень. В трансформаторах для таких передач можно массивную обмотку одного нэ контуров заменить цилиндром, на поверхность которого тонннм слоем нанесена печатная схема обмотни, становящейся сверхпроводящей при низкой темпервтуре. 6. Усилнтель-преобреэователь иа сверхпроводниках. Протекающий во внешнем кольце усиливаемый тон может создать магнитное пола лишь там, где во вращвющемся диске есть прорезн: ведь сверхпроводящий диск препятствует установлению магнитного поля в других местах. Если диск вращается, то прорези иаи бы «тянут» за собой магнитное поле. Паресеная неподвижные обмотни, движущееся магнитное поле наводит в них переменный тон. Величина этого переменного тока зависит от скорости вращения н от величины усиливаемого постоянного тона во внешнем кольца. Чаловак никогда иа сможет привыкнуть к холоду». Эти слова Руаля Амундсена, как-то особенно убедительно звучащие " в устах знаменитого полярника, могли бы служить неплохим эпиграфом к физика низких температур. Конечно, Амундсен имал а виду совсем не тот «холодя, с которым имеют дело физики. Но налегке привыкнуть, нелегко объяснить те фантастические свойства, которые появляются у различных веществ по мера нх охлаждения. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ — МИР БЕЗ ПОТЕРЬ Голландский физик Каммерлинг-Оннес столкнулся с явлением сверхпроводимости в 1911 году. Он занимался изучением электропроводности различных металлов при температурах, всего на несколько градусов отличающихся от абсолютного нуля. Каммерлинг-Оинес изготовил кольцо из замороженной ртути н возбудил в нем электрический ток. Магнитная стралка показала, что ток беэ источника циркулировал в течение нескольких часов! Так была открыта сверхпроводимость, теория которой в течение сорока лет не поддавалась усилиям лучших физиков. Далеко не все металлы обладают сверхпроводимостью. Вопреки ожндениям лучшие проводники — медь н серебро — вовсе не обладают этим свойством. Из всай периодической системы элементов только 25 металлов при низких температурах становятся сверхпроводниками. Лучшими из них оказались олово, свинец, тантал, ниобий. У каждого из этих металлов сверхпроводимость наступает при очень низких, хотя и рвзных температурах. Например, алюминий становится сверхпроводником при минус 271,5°С, а магний — при минус 272°С. Спустя 20 лет после открытия Каммарлннг-Оннеса немецкий физик Мейснер открыл другое фундаментальное свойство материалов, иеходящихся в сверхпроводящем состоянии. Они оказались идеальными диамагнетиками, то есть изоляторами для несильных магнитных полей. Очень скоро выяснилось, что магнитное поле, превышающее определенное критическое значение, мгновенно разрушает сверхпроводимость и возвращает металл в обычное состояние. Величина магнитного поля, разрушающего сверхпроводимость, различна для разных сверхпроводников и зависит от температуры, до которой охлаждай свархпроводник. Чем ниже температура, тем больше критическая величина магнитного поля. Например, ниобий теряет электрическое сопротивление при минус 265°С. При минус 269°С магнитное поле в 2 тыс. эрстед переводит его в обычное состояние, а при минус 27УС для такого перехода нужно приложить уже 2400 эрстед. Диамагнитные свойстве полупроводников в современной технике используются, пожалуй, наиболее часто. При изменении магнитного поля в любом HOBOEi • АКАД. КАПИЦА: ЭЛЕКТРОНИКА-БУДУЩЕЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ® АКАД. ЗЕЛЬДОВИЧ: ВСЕЛЕННАЯ ОСТАЛАСЬ ВОДОРОДНОЙ БЛАГОДАРЯ НЕЙТРИНО • ПВО-ФИЛЬТР НЕБА • ЖАРОСТОЙКИЕ СПЛАВЫ ИЗ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ЗЕРЕН •ЖОЛИО-КЮРИ-ЖИЗНЬ ВО ИМЯ ЖИЗНИ. техника I ьн популярный проиэ одета нно технический и научный журнал ЦК ВЛКСМ 31 и год издания |
