Π”ΠΈΠΏΠ»ΠΎΠΌΡ‹, курсовыС, Ρ€Π΅Ρ„Π΅Ρ€Π°Ρ‚Ρ‹, ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅...
Брочная ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒ Π² ΡƒΡ‡Ρ‘Π±Π΅

ВСорСтичСскоС объяснСниС эффСкта свСрхпроводимости

Π Π΅Ρ„Π΅Ρ€Π°Ρ‚ΠŸΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒ Π² Π½Π°ΠΏΠΈΡΠ°Π½ΠΈΠΈΠ£Π·Π½Π°Ρ‚ΡŒ ΡΡ‚ΠΎΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΠΌΠΎΠ΅ΠΉ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹

ΠŸΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΡƒΠ΄ΠΎΠ²Π»Π΅Ρ‚Π²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ микроскопичСская тСория свСрхпроводимости Π² Π½Π°ΡΡ‚оящСС врСмя отсутствуСт. Π£ΠΆΠ΅ Π½Π° ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Ρ€Π°Π½Π½Π΅ΠΉ стадии изучСния свСрхпроводимости, Π²ΠΎ Π²ΡΡΠΊΠΎΠΌ случаС послС создания Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ Π“ΠΈΠ½Π·Π±ΡƒΡ€Π³Π° — Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ, стало ΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΡΠ²Π΅Ρ€Ρ…ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ являСтся слСдствиСм объСдинСния макроскопичСского числа элСктронов проводимости Π² Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΎΠ΅ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎ-мСханичСскоС состояниС. ΠžΡΠΎΠ±Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ… Π§ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Π΅Ρ‰Ρ‘ >

ВСорСтичСскоС объяснСниС эффСкта свСрхпроводимости (Ρ€Π΅Ρ„Π΅Ρ€Π°Ρ‚, курсовая, Π΄ΠΈΠΏΠ»ΠΎΠΌ, ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»ΡŒΠ½Π°Ρ)

ΠŸΠΎΠ»Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ ΡƒΠ΄ΠΎΠ²Π»Π΅Ρ‚Π²ΠΎΡ€ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Π°Ρ микроскопичСская тСория свСрхпроводимости Π² Π½Π°ΡΡ‚оящСС врСмя отсутствуСт. Π£ΠΆΠ΅ Π½Π° ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Ρ€Π°Π½Π½Π΅ΠΉ стадии изучСния свСрхпроводимости, Π²ΠΎ Π²ΡΡΠΊΠΎΠΌ случаС послС создания Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ Π“ΠΈΠ½Π·Π±ΡƒΡ€Π³Π° — Π›Π°Π½Π΄Π°Ρƒ, стало ΠΎΡ‡Π΅Π²ΠΈΠ΄Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΡΠ²Π΅Ρ€Ρ…ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒ являСтся слСдствиСм объСдинСния макроскопичСского числа элСктронов проводимости Π² Π΅Π΄ΠΈΠ½ΠΎΠ΅ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎ-мСханичСскоС состояниС. ΠžΡΠΎΠ±Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒΡŽ связанных Π² Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ансамбль элСктронов являСтся Ρ‚ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ Π½Π΅ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΎΠ±ΠΌΠ΅Π½ΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ энСргиСй с Ρ€Π΅ΡˆΡ‘Ρ‚ΠΊΠΎΠΉ ΠΌΠ°Π»Ρ‹ΠΌΠΈ порциями, мСньшими, Ρ‡Π΅ΠΌ ΠΈΡ… ΡΠ½Π΅Ρ€Π³ΠΈΡ связи Π² Π°Π½ΡΠ°ΠΌΠ±Π»Π΅. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ элСктронов Π² ΠΊΡ€ΠΈΡΡ‚алличСской Ρ€Π΅ΡˆΡ‘Ρ‚ΠΊΠ΅ Π½Π΅ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½ΡΠ΅Ρ‚ся энСргия элСктронов, ΠΈ Π²Π΅Ρ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΠΎ Π²Π΅Π΄Ρ‘Ρ‚ сСбя ΠΊΠ°ΠΊ свСрхпроводник с Π½ΡƒΠ»Π΅Π²Ρ‹ΠΌ сопротивлСниСм. ΠšΠ²Π°Π½Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎ-мСханичСскоС рассмотрСниС ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈ этом Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΡΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ рассСяния элСктронных Π²ΠΎΠ»Π½ Π½Π° Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠ²Ρ‹Ρ… колСбаниях Ρ€Π΅ΡˆΡ‘Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΈΠ»ΠΈ примСсях. А ΡΡ‚ΠΎ ΠΈ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚ отсутствиС элСктричСского сопротивлСния. Π’Π°ΠΊΠΎΠ΅ объСдинСниС частиц Π½Π΅Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Π² Π°Π½ΡΠ°ΠΌΠ±Π»Π΅ Ρ„Π΅Ρ€ΠΌΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ². Оно Ρ…Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€Π½ΠΎ для ансамбля тоТдСствСнных Π±ΠΎΠ·ΠΎΠ½ΠΎΠ². Π’ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ элСктроны Π² ΡΠ²Π΅Ρ€Ρ…ΠΏΡ€ΠΎΠ²ΠΎΠ΄Π½ΠΈΠΊΠ°Ρ… ΠΎΠ±ΡŠΠ΅Π΄ΠΈΠ½Π΅Π½Ρ‹ Π² Π±ΠΎΠ·ΠΎΠ½Π½Ρ‹Π΅ ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹, слСдуСт ΠΈΠ· ΡΠΊΡΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² ΠΏΠΎ ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Ρ€Π΅Π½ΠΈΡŽ Π²Π΅Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Ρ‹ ΠΊΠ²Π°Π½Ρ‚Π° ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΏΠΎΡ‚ΠΎΠΊΠ°, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ «Π·Π°ΠΌΠΎΡ€Π°ΠΆΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ся» Π² ΠΏΠΎΠ»Ρ‹Ρ… свСрхпроводящих Ρ†ΠΈΠ»ΠΈΠ½Π΄Ρ€Π°Ρ…. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ΡƒΠΆΠ΅ Π² ΡΠ΅Ρ€Π΅Π΄ΠΈΠ½Π΅ ΠΏΡ€ΠΎΡˆΠ»ΠΎΠ³ΠΎ Π²Π΅ΠΊΠ° основной Π·Π°Π΄Π°Ρ‡Π΅ΠΉ создания Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ свСрхпроводимости стала Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠ° ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ° спаривания элСктронов. ΠŸΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠ΅ΠΉ, ΠΏΡ€Π΅Ρ‚Π΅Π½Π΄ΡƒΡŽΡ‰Π΅ΠΉ Π½Π° ΠΌΠΈΠΊΡ€ΠΎΡΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΠΎΠ΅ объяснСниС ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ возникновСния свСрхпроводимости, былатСория Π‘Π°Ρ€Π΄ΠΈΠ½Π° — ΠšΡƒΠΏΠ΅Ρ€Π° — Π¨Ρ€ΠΈΡ„Ρ„Π΅Ρ€Π°, созданная ΠΈΠΌΠΈ Π² 50-Π΅ Π³ΠΎΠ΄Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΎΡˆΠ»ΠΎΠ³ΠΎ столСтия. Π­Ρ‚Π° тСория ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»Π° ΠΏΠΎΠ΄ ΠΈΠΌΠ΅Π½Π΅ΠΌ Π‘ΠšΠ¨ всСобщСС ΠΏΡ€ΠΈΠ·Π½Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΈ Π±Ρ‹Π»Π° удостоСна Π² 1972 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ НобСлСвской ΠΏΡ€Π΅ΠΌΠΈΠΈ. ΠŸΡ€ΠΈ создании своСй Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ Π°Π²Ρ‚ΠΎΡ€Ρ‹ ΠΎΠΏΠΈΡ€Π°Π»ΠΈΡΡŒ Π½Π° ΠΈΠ·ΠΎΡ‚опичСский эффСкт, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ влияниС массы ΠΈΠ·ΠΎΡ‚ΠΎΠΏΠ° Π½Π° ΠΊΡ€ΠΈΡ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρƒ свСрхпроводника. Π‘Ρ‡ΠΈΡ‚Π°Π»ΠΎΡΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π΅Π³ΠΎ сущСствованиС прямо ΡƒΠΊΠ°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ Π½Π° Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ свСрхпроводящСго состояния Π·Π° ΡΡ‡Π΅Ρ‚ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ Ρ„ΠΎΠ½ΠΎΠ½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ°.

ВСория Π‘ΠšΠ¨ оставила Π±Π΅Π· ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚Π° Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ вопросы. На Π΅Ρ‘ ΠΎΡΠ½ΠΎΠ²Π΅ оказалось Π½Π΅Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ Ρ€Π΅ΡˆΠΈΡ‚ΡŒ Π³Π»Π°Π²Π½ΡƒΡŽ Π·Π°Π΄Π°Ρ‡Ρƒ — ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ, ΠΏΠΎΡ‡Π΅ΠΌΡƒ ΠΊΠΎΠ½ΠΊΡ€Π΅Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ свСрхпроводники ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Ρ‚Ρƒ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΈΠ½ΡƒΡŽ ΠΊΡ€ΠΈΡ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρƒ. К Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ ΠΆΠ΅ дальнСйшиС экспСримСнты с ΠΈΠ·ΠΎΡ‚опичСскими замСщСниями ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈΠ·-Π·Π° ангармоничности Π½ΡƒΠ»Π΅Π²Ρ‹Ρ… ΠΊΠΎΠ»Π΅Π±Π°Π½ΠΈΠΉ ΠΈΠΎΠ½ΠΎΠ² Π² ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°Ρ… сущСствуСт прямоС воздСйствиС массы ΠΈΠΎΠ½Π° Π½Π° ΠΌΠ΅ΠΆΠΈΠΎΠ½Π½Ρ‹Π΅ расстояния Π² Ρ€Π΅ΡˆΠ΅Ρ‚ΠΊΠ΅, Π° Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚ ΠΈ ΠΏΡ€ΡΠΌΠΎ Π½Π° Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ энСргии Π€Π΅Ρ€ΠΌΠΈ ΠΌΠ΅Ρ‚Π°Π»Π»Π°. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ стало понятно, Ρ‡Ρ‚ΠΎ сущСствованиС изотопичСского эффСкта Π½Π΅ ΡΠ²Π»ΡΠ΅Ρ‚ся Π΄ΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡΡ‚Π²ΠΎΠΌ Ρ„ΠΎΠ½ΠΎΠ½Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ°, ΠΊΠ°ΠΊ СдинствСнно Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΠ³ΠΎ отвСтствСнного Π·Π° ΡΠΏΠ°Ρ€ΠΈΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ элСктронов ΠΈ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ½ΠΎΠ²Π΅Π½ΠΈΠ΅ свСрхпроводимости. ΠΠ΅ΡƒΠ΄ΠΎΠ²Π»Π΅Ρ‚Π²ΠΎΡ€Π΅Π½Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠ΅ΠΉ Π‘ΠšΠ¨ Π² Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΠΏΠΎΠ·Π΄Π½ΠΈΠ΅ Π³ΠΎΠ΄Ρ‹ ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π»Π° ΠΊ ΠΏΠΎΠΏΡ‹Ρ‚ΠΊΠ°ΠΌ ΡΠΎΠ·Π΄Π°Ρ‚ΡŒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ ΠΌΠΎΠ΄Π΅Π»ΠΈ, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, модСль спиновых Ρ„Π»ΡƒΠΊΡ‚ΡƒΠ°Ρ†ΠΈΠΉ ΠΈ Π±ΠΈΠΏΠΎΠ»ΡΡ€ΠΎΠ½Π½ΡƒΡŽ модСль. Однако, хотя Π² Π½ΠΈΡ… Ρ€Π°ΡΡΠΌΠ°Ρ‚Ρ€ΠΈΠ²Π°Π»ΠΈΡΡŒ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΌΠ΅Ρ…Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΡ‹ объСдинСния элСктронов Π² ΠΏΠ°Ρ€Ρ‹, ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΠ³Ρ€Π΅ΡΡΡƒ Π² ΠΏΠΎΠ½ΠΈΠΌΠ°Π½ΠΈΠΈ явлСния свСрхпроводимости эти Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΈ Ρ‚ΠΎΠΆΠ΅ Π½Π΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ²Π΅Π»ΠΈ.

ΠžΡΠ½ΠΎΠ²Π½ΡƒΡŽ ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌΡƒ для Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠΈ Π‘ΠšΠ¨ прСдставляСт сущСствованиС высокотСмпСратурной свСрхпроводимости, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΡƒΡŽ этой Ρ‚Π΅ΠΎΡ€ΠΈΠ΅ΠΉ ΠΎΠΏΠΈΡΠ°Ρ‚ΡŒ Π½Π΅ ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡Π°Π΅Ρ‚ся.[2]

ΠŸΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ вСсь тСкст
Π—Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒ Ρ‚Π΅ΠΊΡƒΡ‰Π΅ΠΉ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΎΠΉ