[科普中国]-超导电性

某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质。1911年荷兰物理学家H·卡末林·昂内斯发现汞在温度降至4.2K附近时突然进入一种新状态，其电阻小到实际上测不出来，他把汞的这一新状态称为超导态。以后又发现许多其他金属也具有超导电性。低于某一温度出现超导电性的物质称为超导体。

发现卡末林·昂纳斯进而研究杂质对超导的影响，出乎他的意料，在水银中加杂质并不影响超导现象的出现。看来，卡末林·昂纳斯为了试验最纯的金属，选用了水银，却偶然地发现了并不只是属于纯水银的一种普遍现象——超导电性。然而，对于卡末林·昂纳斯来说，这一发现并非完全偶然，第一，他首先实现了氦气的液化，而且直到20世纪20年代，全世界只有他独家生产液氦；第二，他所在的低温实验室拥有大规模液氢生产设备，可以保证维持氦恒温器的低温状态；第三，他明确地认定要探索低温下物质的各种特性，特别是电阻的变化。所以超导电性的发现对于卡末林·昂纳斯来说，又是必然的。卡末林·昂纳斯因对低温下物质性质的研究，特别是液氦的制备而获得1913年诺贝尔物理学奖。他是继洛仑兹、塞曼（P．Zeeman）和范德瓦耳斯之后荣获这一最高科学荣誉的第四位荷兰物理学家1。

主要性质超导体的主要性质表现为：

①超导体进入超导态时，其电阻率实际上等于零。从电阻不为零的正常态转变为超导态的温度称为超导转变温度或超导临界温度，用Tc 表示。

②外磁场可破坏超导态。只有当外加磁场小于某一阈值Hc时才能维持超导电性，否则超导态将转变为正常态，Hc 称为临界磁场强度。Hc 与温度的关系为Hc≈H0〔1－(T/Tc)2〕，H0 是T=0K时的临界磁场强度。

③超导体内的电流强度超过某一阈值Ic 时，超导体转变为正常导体，Ic称为临界电流。

④不论开始时有无外磁场，只有T