迈斯纳效应及其应用

超导体当冷却到临界温度以下时,它们就会排出磁场不要让磁场穿透它们。这种现象在超导体中称为迈斯纳效应。这一现象是由德国物理学家“瓦尔特·迈斯纳”和“罗伯特·奥克森菲尔德”在1933年发现的。在一次实验中,他们测量了超导锡和铅样品外面的磁场。他们观察到,当样品在外加磁场的作用下冷却到转变温度(临界)以下时,样品外部的磁场值增大。样品外部磁场的增加表示磁场从样品内部被排出。该现象寻求在超导状态下,样品排除外部磁场。

迈斯纳州

这种状态超导体也被称为迈斯纳州。的一个例子迈斯纳效应如下图所示。
迈斯纳效应
这种迈斯纳状态在磁场(无论是外部的或由流动的超导体本身产生的)增加超过一定的值,样品开始像普通导体一样行为。

这个磁场的特定值超过它超导体回归到普通状态的磁场称为临界磁场。临界磁场的值取决于温度。当温度低于临界温度时,临界磁场值增大。下图为临界磁场随温度的变化。
迈斯纳效应曲线

迈斯纳效应的应用

这种超导效应被应用于磁悬浮,磁悬浮是现代高速子弹头列车的基础。在超导状态下(相),由于外界的驱逐磁场,超导材料的样本悬浮在磁铁上方,反之亦然。现代高速子弹头列车使用的是磁悬浮现象。

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