Harvard Přírodních Věd Přednáška Demonstrace
Co to ukazuje:
supravodivého materiálu v přítomnosti vnějšího magnetického pole vylučuje, že pole z jeho interiéru. To se projevuje levitací magnetu nad vysokoteplotním supravodičem.
foto s laskavým svolením Clive Grainger
jak to funguje:
máme 25mm disk z keramického yttria oxidu měďnatého barnatého (YBa2Cu3O7, také běžně označovaný jako „YBCO“), který se stává supravodivým nad teplotou kapalného dusíku (Tc = 90K). Pomocí kubického neodymového magnetu (4 mm na stranu, 0, 5 gramu) lze zobrazit dva efekty. Za prvé, samotný meissnerův efekt umístěním magnetu na disk před ochlazením. Když se disk ochladí kolem přechodové teploty, vytlačuje vnější magnetický tok a magnet začíná levitovat. Alternativně disk ochlaďte tak, aby se stal supravodivým, a poté vložte magnet. Externí tok nastaví circuital přetrvávající proud v supravodiče, jejichž vlastní pole odpuzuje magnet—výsledkem je opět magnet houpat několik mm nad povrchem disku. (V obou případech jsou detaily interakce mezi magnetem a supravodičem komplikované a nelze je plně vysvětlit klasickou fyzikou.)
podívejte se na toto video demo v akci.
Nastavení:
supravodivý disk sedí v dolní 5mm segmentu Polystyrenový kelímek, který sám o sobě spočívá na celý převrácený šálek; to je dobře izolované a poskytuje bílé pozadí pro disk YBCO a neodymový magnet. Umístěte magnet na disk. YBCO a magnet by se měly manipulovat pouze pinzetou. Pomocí fotoaparátu s makro objektivem vytvořte snímek vnitřku šálku. Pomalu nalijte tekutý dusík do šálku tak, aby sotva ponořil disk; YBCO náhle přejde na supravodivost asi po 10-15 sekundách, kdy magnet stoupne asi 7 mm nad disk.
Jedná se o komerčně dostupný keramický supravodič.1 Sergent-Welch a Cenco také prodávají soupravy.
Meissner, R. W., Ochsenfeld, R., Naturwissenschaften 21, str.787 (1933)
Purcell, Edward a David Morin. Elektřina a magnetismus, třetí vydání. New York: Cambridge University Press, 2013. Tisek.
Tinkham, Michael. Úvod do supravodivosti, druhé vydání. Mineola: Dover Publications, 2004. Tisek.
1 Colorado Superconductor Inc. Box 8223, Fort Collins, Colorado 80526