Supravodič
Supravodič je látka, ktorá vedie elektrický prúd bez odporu, keď je chladnejšia ako "kritická teplota". Pri tejto teplote sa elektróny môžu voľne pohybovať materiálom. Supravodiče sa líšia od bežných vodičov, dokonca aj od veľmi dobrých. Bežné vodiče strácajú svoj odpor pomaly, keď sa ochladzujú. Naproti tomu supravodiče strácajú svoj odpor naraz. To je príklad fázového prechodu. Vysoké magnetické pole zničí supravodivosť a obnoví normálny vodivý stav.
Magnet, ktorý sa pohybuje vedením, zvyčajne vyvoláva vo vodiči prúdy na základe elektromagnetickej indukcie. Supravodič však v skutočnosti úplne vytláča magnetické pole indukciou povrchových prúdov. Namiesto toho, aby supravodič prepúšťal magnetické pole, správa sa ako magnet smerujúci opačným smerom, ktorý skutočný magnet odpudzuje. Tento jav sa nazýva Meissnerov efekt a možno ho demonštrovať levitáciou supravodiča nad magnetmi alebo naopak.
Magnet levitujúci nad vysokoteplotným supravodičom chladeným tekutým dusíkom. Na povrchu supravodiča tečie trvalý elektrický prúd. Ten vylučuje magnetické pole magnetu (Faradayov indukčný zákon). Prúd v podstate vytvára elektromagnet, ktorý odpudzuje magnet
História supravodičov
| 1911 | supravodivosť objavila Heike Kamerlingh Onnesová |
| 1933 | Meissnerov efekt, ktorý objavili Walter Meissner a Robert Ochsenfeld |
| 1957 | teoretické vysvetlenie supravodivosti, ktoré predložili John Bardeen, Leon Cooper a John Schrieffer (teória BCS) |
| 1962 | predpovedané tunelovanie supravodivých Cooperových párov cez izolačnú bariéru |
| 1986 | Keramický supravodič objavili Alex Müller a Georg Bednorz. Keramika je za normálnych okolností izolant. Zlúčenina lantánu, bária, medi a kyslíka s kritickou teplotou 30 K. Otvorila možnosti pre nové supravodiče. |
Aplikácie
- Supravodivé kvantové interferenčné zariadenie (SQUID)
- Urýchľovače častíc
- Urýchľovače malých častíc v zdravotníctve
- Levitujúce vlaky
- Jadrová fúzia
- Skener MRI
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to supravodič?
Odpoveď: Supravodič je látka, ktorá vedie elektrický prúd bez odporu, keď sa ochladí pod "kritickú teplotu". Pri tejto teplote sa elektróny môžu voľne pohybovať materiálom.
Otázka: Čím sa supravodič líši od bežného vodiča?
Odpoveď: Bežné vodiče strácajú svoj odpor (stávajú sa vodivejšími) pomaly, keď sa ochladia. Naproti tomu supravodiče strácajú svoj odpor naraz. To je príklad fázového prechodu.
Otázka: Aké sú príklady supravodičov?
Odpoveď: Niektoré príklady supravodičov sú kovy ortuť a olovo, keramika a organické uhlíkové nanorúrky.
Otázka: Ako ovplyvňuje magnet pohybujúci sa vedľa vodiča?
Odpoveď: Za normálnych okolností magnet pohybujúci sa okolo vodiča vytvára vo vodiči prúdy prostredníctvom elektromagnetickej indukcie. Ale supravodič v skutočnosti úplne vytláča magnetické polia indukciou povrchových prúdov.
Otázka: Čo je Meissnerov jav?
Odpoveď: Meissnerov efekt nastáva vtedy, keď namiesto toho, aby supravodič prepúšťal magnetické pole, správa sa ako magnet smerujúci opačným smerom, ktorý skutočný magnet odpudzuje. Možno to demonštrovať levitáciou supravodiča nad magnetmi alebo naopak.
Otázka: Ničí vysoké magnetické pole supravodivosť alebo ju zvyšuje?
Odpoveď: Vysoké magnetické pole ničí supravodivosť a obnovuje normálny vodivý stav.
