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Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations

What it shows:

a superconducting material in the presence of an external magnetic field excludes that field from its interior. Isto é mostrado levitando um íman acima de um supercondutor de alta temperatura.

amostra de óxido de cobre de ítrio bário arrefecido abaixo da temperatura crítica faz com que um íman permanente Levite acima dele.foto cortesia de Clive Grainger como funciona:

temos um disco de 25mm de óxido de cobre de ítrio bário cerâmico (YBa2Cu3O7, também comumente referido como” YBCO”) que se torna supercondutor acima das temperaturas do nitrogênio líquido (Tc = 90K). Usando um íman cúbico de neodímio (4mm por lado, 0,5 gramas), dois efeitos podem ser mostrados. Em primeiro lugar, o próprio efeito Meissner, colocando o íman no disco antes de arrefecer. À medida que o disco arrefece após a sua temperatura de transição, expele o fluxo magnético externo e o íman começa a levitar. Alternativamente, arrefecer o disco para que ele se torne supercondutor, em seguida, introduzir o íman. O fluxo externo configura uma corrente circuital persistente no supercondutor, cujo próprio campo repele o íman – o resultado novamente é o íman balançando alguns mm acima da superfície do disco. (In both cases the details of the interaction between the magnet and superconductor are complicated and cannot be fully explained by classical physics.)

confira este vídeo da demonstração em ação.

configurando-o:

o disco supercondutor situa-se no segmento inferior de 5 mm de um copo de esferovite, que por si só repousa sobre um copo invertido inteiro; isto é bem isolado, bem como fornecer um pano de fundo branco para o disco YBCO e o íman de neodímio. Coloque o íman no disco. O YBCO e o íman só devem ser manuseados com pinças. Use uma câmera com uma lente macro para compor uma imagem do interior do copo. Lentamente despeje o nitrogênio líquido no copo de modo que ele mal mergulha o disco; o YBCO vai passar de repente para supercondutor após cerca de 10-15 segundos, altura em que o ímã vai subir cerca de 7 mm acima do disco.este é um supercondutor cerâmico disponível no mercado.1 Sergent-Welch e Cenco também vendem kits.Meissner, R. W., Ochsenfeld, R., Naturwissenschaften 21, p. 787 (1933)

Purcell, Edward and David Morin. Electricity and Magnetism, Third Edition. New York: Cambridge University Press, 2013. Imprimir.Tinkham, Michael. Introduction to Superconductivity, Second Edition. Mineola: Dover Publications, 2004. Imprimir.

1 Colorado Superconductor Inc. Box 8223, Fort Collins, Colorado 80526