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Supraleitung

Physik-GFS
by

Daniel G.

on 18 January 2013

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Transcript of Supraleitung

1. Der Supraleiter
1911 durch Heike Kamerling Onnes
Zusammenbruch des Widerstands von Hg bei 4,2 K
R=0 bei Sprungtemperatur Tc
Ringstrom nimmt fast nicht ab
Magnetfeld wird völlig verdrängt
Perfekter Diamagnet

Äußeres Magnetfeld induziert Abschirmströme
--> Gegenmagnetfeld
Lässt Probe schweben 1.2 Meißner-Ochsenfeld-Effekt 1.1 Der Nullwiderstand 2. Leitungsvorgänge 3. Die BCS-Theorie

Elektron zieht pos. Ionenrümpfe zusammen --> Gitterpolarisation
Positive Ladung entsteht
-->weiteres Elektron kommt dazu
Wechselwirkung
Elektronen bewegen sich und bilden eine Polarisationsspur
2. Elektron fliegt in Spur
Anziehung durch Austausch von Phononen Diamagnete magnetisieren sich in einem externen Magnetfeld so, dass sich das Magnetfeld in ihrem Innern proportional zur Stärke des angelegten Magnetfelds abschwächt und diamagnetische Materialien dementsprechend die Tendenz haben, aus einem Magnetfeld herauszuwandern. 4. Anwendungen 2.1 Bändermodell Effiziente Energieübertragung
Elektromotoren, Generatoren
Magnetlager (Schwungräder)
Elektronische Schaltungen (Computer)
Erzeugung starker, konstanter oder nur langsam variierender Magnetfelder
Kernspindtomographie
Teilchenbeschleuniger
SQUID (Nachweis schwacher Magnetfelder)
Magnetschwebebahn El. Leiter besteht aus positiven Ionen
Frei bewegliche Elektronen im Leiter
Elektronen in Bewegung durch Spannung
Widerstand durch Streuung/Atomkerne Gitterschwingungen --> Gitterphononen
Phononen sind Austauschteilchen, die zur Anziehung führen Cooper-Paare:
entgegengesetzter Spin und Impuls
Gesamtimpuls =0
Gesamtspin =0 --> Bosonen


Delokalisierung
Cooper-Paar breitet sich aus
Bosonen: neue Cooper-Paare werden induziert
Alle Cooper-Paare lassen sich durch eine Wellengleichung beschreiben
Keine Möglichkeit zur Wechselwirkung mit Gitter da gleicher Impuls --> kein Widerstand 3.2 Folgen der Cooper-Paar-Bildung Normale Elektronen: Spin 1/2
Halbzahliger Spin = Nur ein Teilchen pro Energiezustand
Ganzzahliger Spin =
Beliebig viele Teilchen pro Energiezustand

Alle! Cooper-Paare befinden
sich in tieferem Energieniveau
--> Keine Zusammenstösse

Enstehen einer Energielücke Strom wird verlustfrei transportiert, solange
Bindungsenergie nicht durch kritischeTemperatur,Stromdichte oder Magnetfeld aufgebracht wird Supraleiter verlieren bei einer bestimmten Temperatur schlagartig ihren elektrischen Widerstand 1957 :Vielteilchentheorie von John Bardeen, Leon N. Cooper und John R. Schrieer Supraleitung Valenz- und Leitungsband überlappen Abstand zwischen Valenz- und Leitungsband 3.1 Cooper-Paare 1. Der Supraleiter 3. Die BCS-Theorie 4. Anwendungen
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