სუპერგამტარები: რა არის ისინი, მასალები და პროგრამები

სუპერგამტარები არის მასალა, რომელსაც შეუძლია გამოიწვიოს ელექტროობაყოველგვარი შეთავაზების გარეშე წინააღმდეგობა, როგორც კი მიაღწევენ ა ტემპერატურა ძალიან დაბალი, კრიტიკული ტემპერატურის სახელით ცნობილი. ასევე, გააკეთეთ ხაზები მაგნიტური ველი ვერ ახერხებს მასში შეღწევას, ამიტომ სუპერგამტარები შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაგნიტური ლევიტაციის ხელშესაწყობად.

იხილეთ აგრეთვე: კონდუქტორები და იზოლატორები - ესმით თითოეული მათგანის განსხვავებებისა და მახასიათებლების

როგორ მუშაობენ სუპერგამტარები

ზეგამტარობის ფენომენი მხოლოდ იმით აიხსნება კვანტური ფიზიკა. ამ ფენომენს ახასიათებს მაისნერის ეფექტი, რაც მაგნიტური ველის ხაზებს ვერ ახერხებს მასალებში შეღწევას სუპერგამტარები, თუ ეს მასალები გაცივდება მათზე დაბალ ტემპერატურაზე კრიტიკული ტემპერატურა.

შენ პირველი სუპერგამტარები რომ გაჩნდა საჭიროა მაცივარში უკიდურესად დაბალი ტემპერატურა. ამასთან, ახალ მასალებზე ჩატარებულმა კვლევებმა საშუალება მისცა მათ შემუშავებულიყვნენ და უფრო მაღალ ტემპერატურაზე ზეგამტარობა გამოეჩინათ. ცოტა ხნის წინ, კვლევებმა აჩვენა, რომ ზოგიერთ მასალას შეუძლია ზეგამტარობა გახდეს

ტემპერატურა ძალიან ახლოს არის ატმოსფეროსთანამასთან, მათ ეს უნდა დაექვემდებარონ ზეწოლაბევრიმაღალი

რა კავშირია ზეგამტარობასა და ტემპერატურას შორის? მართალია პასუხი არ არის ისეთი მარტივი, როგორც კითხვა, შევეცადოთ გავიგოთ იგი: მეტალები ზოგადად არის კარგიკონდუქტორები ელექტროენერგია, როგორიცაა სპილენძი, ვერცხლი და ოქრო. ასეთი შესაძლებლობა დაკავშირებულია შენსთან ზომა წინააღმდეგობის გაწევა, რა არის უკიდურესადდაბალი.

ლითონების დაბალი მდგრადობა, თავის მხრივ, დაკავშირებულია დიდთან რაოდენობის ელექტრონები უფასო, ერთად მინარევების არარსებობა (ამ კონტექსტში, მინარევები არის დირიჟორის შიგნით სხვა ელემენტების ატომები) და ბროლის სტრუქტურის რიგითობა, ეს არის გზა ატომები ისინი განლაგებულია ერთმანეთთან მიმართებაში.

თუკი მწვავე, ლითონები არც ისე კარგად ახერხებენ ელექტრული დენის გატარებას., ძალით მომატებააძლევსვიბრაცია მათი ატომების - ამ ატომების რხევა იწვევს მეტ შეჯახებას ელექტრონებთან ელექტრო მიმდინარე, ართულებს მართვას. ამასთან, თუ მაცივარში შევა, ლითონები უფრო ადვილად იწყებენ ქცევას ვიდრე ოთახის ტემპერატურაზე და თუ ამ გაგრილებას ექსტრაპოლირება მოვახდენთ, მივაღწევთ წერტილს, სადაც გავლა არ იქნება წინააღმდეგობა ელექტროობა.

ჰოლანდიელმა ფიზიკოსმა შეისწავლა ლითონების გაგრილებასთან და გამტარობის გაზრდასთან დაკავშირებული მსჯელობა ჰაიკიკამერლინგიონნები (1853-1926), ნიმუშის გაგრილებით მერკური -269 ° C ტემპერატურაზე. იმ დროს ონესი მიხვდა, რომ წინააღმდეგობის გაწევასაქართველოს მერკური მოულოდნელადგახდანულოვანი როდესაც მან მიაღწია იმ ტემპერატურას.

ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)

დაახლოებით 20 წლის შემდეგ, გერმანელმა ფიზიკოსებმა კარლმაისნერი და რობერტოქსენფელდი აღმოჩნდა, რომ სუპერგამტარებმა ჩაშალა მაგნიტური ველის ხაზების გადასვლა მათში.

თავიანთ ექსპერიმენტებში მათ დაადგინეს, რომ როდესაც სუპერგამტარს ექვემდებარება გარე მაგნიტური ველი, ხდება ელექტრული დენებისაგან ჩამოყალიბდა გარედან, რის შედეგადაც მაგნიტური ველი გამოჩნდება სუპერგამტარ ზედაპირზე, რომელიც ეწინააღმდეგება მაგნიტურ ველს. გარე სწორედ ამ ფენომენის საშუალებით, რომელსაც ამჟამად მაისნერის ეფექტს უწოდებენ, შესაძლებელია მატარებლების ლევიტაცია, როგორც მაგლევის შემთხვევაში:

მაღლევის მატარებლებს შეუძლიათ განავითარონ სიჩქარე 600 კმ / სთ – მდე, ადგილზე შეხების გარეშე.
მაღლევის მატარებლებს შეუძლიათ განავითარონ სიჩქარე 600 კმ / სთ – მდე, ადგილზე შეხების გარეშე.

სუპერგამტარების ტიპები და მათი მასალები

სუპერგამტარები არის მასალების კლასი, რომლებიც ავლენენ მდგომარეობის ცვლილებას, რაც იწვევს მათ გადატანას ელექტრო მუხტები ყოველგვარი წინააღმდეგობის გარეშე. როგორც ასეთი, არ შეიძლება ითქვას, თუ რისგან მზადდება სუპერგამტარები, არამედ მათი დამზადებისას გამოყენებული სხვადასხვა მასალები. ასე რომ, არსებობს სუპერგამტარები:

  • დამზადებულია სუფთა ქიმიური ელემენტებისგან, როგორც მერკური, ტყვია ეს არის ნახშირბადის;

  • ორგანული, როგორიცაა ფულერენები, ნახშირბადის ნანომილაკები, გრაფინი;

  • კერამიკული;

  • დამზადებულია სხვადასხვა ლითონის შენადნობები, მაგალითად, ნიობიუმ-ტიტანი, გერმანიუმ-ნიობიუმი.

იხილეთ აგრეთვე: ელექტრული სქემები - როგორ მუშაობს ისინი, ელემენტები, ელექტრული კავშირები და ა.შ.

სუპერგამტარების ტექნოლოგიური პროგრამები

სუპერგამტარები შეიძლება სასარგებლო იყოს ნებისმიერი ტიპის ელექტრული წრეში, უფრო მეტად გასაუმჯობესებლად ეფექტური, თუმცა, მიუხედავად იმისა, რომ ოთახის ტემპერატურაზე დირიჟორი არ გვაქვს, ამჟამად ძირითადად გამოიყენება ესენი არიან:

  • მაგლევის მატარებლები - ამ ტიპის მატარებელი იყენებს მაისნერის ეფექტს, რომელიც ზეგამტარებშია, ისე რომ განვითარდეს მაღალი სიჩქარით და უფრო ეფექტური გახდეს ვიდრე ჩვეულებრივი მატარებელი.

  • ბირთვული მაგნიტური რეზონანსული მოწყობილობები - ამ მოწყობილობების შიგნით არის ლითონის შენადნობებისგან დამზადებული ხვეულები, რომლებიც გაცივების შემდეგ ზეგამტარად იქცევიან და შეუძლიათ მაღალი ინტენსივობის მაგნიტური ველების წარმოება.

  • ელექტროენერგიის წარმოება - ჰიდროელექტრო, თერმოელექტრო, ბირთვულ ან თუნდაც ქარის ელექტროსადგურებში საჭიროა მექანიკური ენერგიის გარდაქმნა ელექტროში, ამიტომ გამოიყენება გენერატორი, რომლის ხვია მზადდება ზეგამტარ ლითონის შენადნობებისგან, თუ ეს სათანადოდ ხდება გაციება.

რაფაელ ჰელერბროკის მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი

გსურთ მიუთითოთ ეს ტექსტი სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:

ჰელერბროკი, რაფაელ. "სუპერგამტარები"; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/os-supercondutores.htm. წვდომა 2021 წლის 27 ივნისს.

დახრილი სიბრტყე: ძალები, ხახუნი, აჩქარება, ფორმულები და სავარჯიშოები

დახრილი სიბრტყე: ძალები, ხახუნი, აჩქარება, ფორმულები და სავარჯიშოები

ო დახრილი სიბრტყე ეს არის ბრტყელი, აწეული და დახრილი ზედაპირი, მაგალითად პანდუსი.ფიზიკაში ვსწავლო...

read more
ნორმალური ძალა: ფორმულები, გაანგარიშება და სავარჯიშოები

ნორმალური ძალა: ფორმულები, გაანგარიშება და სავარჯიშოები

ნორმალური ძალა (Fარა), რომელსაც ასევე უწოდებენ "საყრდენ ძალას", არის ტიპის ძალა, რომელსაც სხეული ...

read more
ვექტორები ფიზიკა-მათემატიკაში (სავარჯიშოები)

ვექტორები ფიზიკა-მათემატიკაში (სავარჯიშოები)

ვექტორები არის ისრები, რომლებსაც მახასიათებლად აქვთ მიმართულება, სიდიდე და მიმართულება. ფიზიკაში,...

read more