從導電性的角度，我們把材料分為導體、絕緣體，還有半導體。那么，還有沒有導電性更為奇特的材料呢？
§14~3 超導極其應用
【目的】
1、知道什么是超導現(xiàn)象，了解相關名詞
2、了解超導的歷史，知道一些重要的物理事件
3、知道超導的應用，激發(fā)勇于探索前沿科技的精神
【重點】
超導現(xiàn)象和應用
【教學難點】
轉變溫度TC和材料的必然聯(lián)系
【教具】
投影儀
【教學過程】
○、復習＆引入
金屬導體的電阻率一般都會隨著溫度的升高而升高，隨著溫度的降低而降低，當溫度降到足夠低的時候，情形會怎樣呢？
前面我們從理論的角度解釋電阻定律時曾經(jīng)說過，促使電子定向移動的因素是什么？——☆學生：電場力。制約電子定向移動的微觀因素是什么？——☆學生：電子的熱運動。
那么我們是不是可以這樣認為，當溫度足夠低，熱運動很微弱的時候，電子受到的阻礙作用會非常非常小呢？
下面大家從事實的角度、歷史的角度、材料的角度，還有應用的角度閱讀一下教材P156~157的內容，閱讀完畢后，請同學們作相關的總結——
☆學生閱讀…
★學生總結——
一、超導現(xiàn)象
超導現(xiàn)象：大多數(shù)金屬在溫度降到某一數(shù)值時，都會出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象
轉變溫度：導體由常態(tài)轉變成超導狀態(tài)的溫度，用TC表示。
*兩種類型的超導體：a、常規(guī)金屬超導體；b、合金超導體，有兩各轉變溫度，而且在兩個轉變溫度之間，磁效應和電效應會出現(xiàn)“不一致”的情形。
二、超導的歷史
年份科學家材料轉變溫度TC
1911（荷）昂尼斯汞4.2K
至1986上半年23K
1986年7月鑭鋇銅氧化物35K
1987年2月美、中釔鋇銅氧化物90K
1992年初125K
*三、超導的相關研究
1、邁斯納效應
把溫度T < Tc的超導體放入磁感應強度為B0
1962年，英國劍橋大學的研究生約瑟夫森從理論上預言：當兩塊超導體（S）之間用很�。�10~30 ）的氧化物絕緣層（I）隔開，形成S－I－S結構，將出現(xiàn)量子隧道效應．這種結構稱為隧道結，即使在結的兩端電壓為0時，也可以存在超導電流．這種超導隧道效應現(xiàn)在稱為約瑟夫森效應．約瑟夫森從結論上證明超導隧道結的一些奇特性質．例如，當兩端電壓V不等于0時，會出現(xiàn)一個高頻振蕩的超導電流，它的頻率f滿足關系式
f = V
其中e為基本電荷，h為普朗克恒量．這時隧道結好像一根能輻射電磁波的天線；反之，當頻為f1的外界電磁波輻射到結上時，它的能量會被結吸收，從而在直流I-V 曲線上引起一系列電流臺階，如右圖所示，其中第n個臺階處的電壓滿足關系式．
Vn = f1
約瑟夫森的預言不久就被實驗證實，這為一門新學科 超導電子學奠定了基礎，他因此而獲得1973年諾貝爾物理學獎．
3、同位素效應
1950年，麥克斯韋和雷諾等人用實驗證明，臨界溫度TC與樣品的同位素質量M 有關，M 越大，TC 越低，其關系可以用近似公式 TC = 常數(shù)來表示，這說明超導現(xiàn)象的形成與原子核的質量有關。
4、超導體比熱在臨界溫度的不連續(xù)性
實驗表明，超導體在臨界溫度TC時，比熱發(fā)生不連續(xù)的變化，超導態(tài)的比熱大于正常態(tài)的比熱，但從正常相變?yōu)槌瑢鄷r，沒有吸收或放出潛熱，這稱為第二類相變。
四、超導的應用
1、優(yōu)越的超導電機
普通發(fā)電機組中的材料載流量十分有限，由于電路中有電阻，總要發(fā)熱，因此既不經(jīng)濟又不安全。用超導體制造電機，完全不發(fā)熱，可以提高載流量，據(jù)專家計算，用超導體制作電機，功率可以提高幾十倍。
2、省電的超導電路
普通的電路由于輸電線的耗能嚴重，必須經(jīng)過升壓、降壓的程序，而且也不可能作到完全不損耗。超導體導線則能完全解決這個問題。
3、精密的超導儀器
一些精密的儀器，如核磁共振儀、電子顯微鏡等對磁場有非常嚴格的要求（強度要高、穩(wěn)定性要高、磁感線分布要理想，有時還要求很大的尺寸），普通的材料很難達到要求，超導則能解決這個問題。
4、神速的超導計算機
把超導體應用于計算機將會迎來科學史上的一次重大革命。理論研究表明：應用約瑟夫森效應制成超導器件，其開關速度可以比當前使用的半導體集成電路快十幾~二十幾倍，而且它消耗的電能只有現(xiàn)在普通計算機的1% 。
5、超導磁懸浮列車
在超導磁懸浮列車的研究中走在最前列十日本。1962年，日本著手設計磁懸浮列車，但當時是利用正常導體產(chǎn)生的磁場時速達到307.8km/h ，1997年，日本又試制了超導磁懸浮列車，關鍵部分是由兩組超導電磁鐵構成的，它們能提供極強的磁場，使列車的速度達到500km/h 。
四、小結
本節(jié)講了超導的概念、名詞，相關的物理學史，展望了超導的應用前景。值得注意的是，超導是一門前沿科學，還不是很成熟。大家通過學習也看到了，超導要真正走上產(chǎn)業(yè)化，道路還比較漫長，所以還有待我們積蓄實力、挑戰(zhàn)未來。希望同學們樹立遠大志向，爭取能夠在不久的將來改寫歷史。
五、作業(yè)布置
閱讀教材；
上網(wǎng)查詢有關超導的內容；
《學海導航——物理（下）》P7~8“鞏固提升”A組，做在書上
【板書設計】
見帶框字符，即是板書計劃。
【教后感】
【閱讀】
◎磁場對超導體的影響◎
磁場對超導體的影響與超導體的材料有關．
（1）外加磁場強度超過一定值時，可以破壞超導電性．破壞超導體所需的最小磁場叫臨界磁場．其磁感應強度用BC表示，用BC0表示絕對零度時的臨界磁場，則大多數(shù)金屬超導體的臨界磁場BC與溫度T 的近似關系是：
（3）磁致超導性．1962年，物理理論家V?Jacarino和M?Petar預言，可能在某些物質中會發(fā)生與外磁場破壞超導性相反的情形，用磁場可誘發(fā)超導狀態(tài)．二十年后，日內瓦大學的Fischer和他的同事們用銪化合物制造出一系列磁致超導體，他們所得到的材料的性質，與理論預言精確地符合。
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