超導(dǎo)物理基礎(chǔ)1模板教學(xué)課件

四、二流體模型(Gorter&Casimir,1934)1、實(shí)驗(yàn)證據(jù)超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和熱力學(xué)結(jié)果表明:超導(dǎo)相的熵比正常相小—超導(dǎo)相具有更高的秩序度b.X射線晶體學(xué)表明:相變前后晶格點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)沒(méi)有變化實(shí)驗(yàn)表明:超導(dǎo)相和正常相的與晶格振動(dòng)有關(guān)的性質(zhì)相同如德拜溫度、晶格比熱的貢獻(xiàn)上述結(jié)果的啟示超導(dǎo)相中的這種有序是其中公有化電子的某種有序所引起的2、基本假設(shè)(3條)(1)正常電子(n)和超導(dǎo)電子(n)共存于超導(dǎo)態(tài)中,則超導(dǎo)體中總電子數(shù):=n3+nnn:正常電子數(shù);n,:超導(dǎo)電子數(shù),不受散射(2)正常流體受到品格振動(dòng)或雜質(zhì)的散射,電阻不為零。正常電流密度JnN-nvENI超導(dǎo)流體不受品格振動(dòng)或雜質(zhì)的散射,電阻為零。超導(dǎo)電流密度J兩種電子流體在超導(dǎo)體的超導(dǎo)態(tài)中相互滲透,獨(dú)立運(yùn)動(dòng),總電流密度J:J=S+JN(3)在超導(dǎo)態(tài)引入序參量0(秩序度、有序參量)0描述了超導(dǎo)電子在總電子數(shù)中所占的比例。n(t'時(shí),n=0,對(duì)應(yīng)=0;T=0K時(shí),n=n,對(duì)應(yīng)o=1;0<T<Te時(shí),0<n<,對(duì)應(yīng)0<0<1;基于二流體模型的這三點(diǎn)假設(shè),可以導(dǎo)出自由能,進(jìn)而分析超導(dǎo)體的熱學(xué)特性3.用序參量o的熱力學(xué)推導(dǎo)Q(7)=溫度為T,相應(yīng)的序參量為0的吉布斯自由能密度為(O)其中:gn()=-2g,(0)=ga為實(shí)驗(yàn)可調(diào)參量,最后取為1/2由平衡條件C(1-O)1_;o0可40H6CT(1-)由TT時(shí),0=0可得a=nh8(O-o)“y2){on0gC+aT+alT實(shí)驗(yàn)結(jié)果:S。=mrtt可得(T)=ns(0)(1-tT-ylt求臨界磁場(chǎng)HcSu-s=yr-yrdHdr'nT-y(lHcd&=4o62HH/T與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同第三李、《的動(dòng)力學(xué)倫敦方程超導(dǎo)體的電動(dòng)力學(xué)方程超導(dǎo)體的穿透深度■口Pippard非局域理論參考資料:《超導(dǎo)物理學(xué)》第三章、倫敦方程、倫敦第一方程正常電子遵從歐姆定律電場(chǎng)使超導(dǎo)電子產(chǎn)生加速度--eE超導(dǎo)電流密度為neOs=aEd-倫敦第一方程反映超導(dǎo)體零電阻性。討論CE1)對(duì)于恒定的超導(dǎo)電流不存在損耗E=0at2)對(duì)于交變的超導(dǎo)電