Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

водник в виде электрического тока. Но между «жидкостью» и кристаллической решеткой про­исходит трение — электрическое сопротивле­ние металла.

Величина сопротивления во многом зави­сит от состояния кристаллической решетки. При высокой температуре геометрическая пра­вильность решетки существенно нарушается тепловым движением атомов. С понижением температуры эта правильность восстанавли­вается. Чем ниже температура, тем меньше и сопротивление.

В 1911 г. голландский физик Камерлинг-Оннес открыл удивительное явление: при тем­пературе 4,12°К в ртути внезапно исчезает электрическое сопротивление (рис. 2). Вна­чале предполагали, что какое-то сопротивле­ние в ртути все же остается и его просто не могут измерить. Но и самые чувствительные приборы не обнаружили сопротивления. Это

Рис. 2. Электрическое сопротивление ртути при низких темпе­ратурах. При температуре 4,12° К сопротивление резко падает до нуля.

физическое явление назвали сверхпроводи­мостью.

Сверхпроводимость прекрасно иллюстри­руется таким опытом. Кольцо из какого-либо сверхпроводящего металла охлаждается жидким гелием. В кольце одним импульсом маг­нитного поля наводится электрический ток, и этот ток не исчезает до тех пор, пока удается поддерживать в металле низкую температуру.

Существование незатухающих токов под­тверждают и другие поразительные экспери­менты. Опишем один из них. На кольцо, в ко­тором течет незатухающий ток, опускается сверхпроводящий шарик. Магнитное поле кольца индуцирует ток того же направления на поверх­ности шарика. Так как сопротивление у шарика также равно нулю, индуцированный ток в нем не затухает. Магнитные поля токов кольца и

Рис. 3. Плавающий сверхпроводящий шарик над сверхпроводящим кольцом с незатухающим током (из книги Мендельсона «Физика низких тем­ператур»).

шарика взаимно отталкивают их друг от дру­га. И вот шарик плавает над кольцом: отталки­вающая сила преодолевает его вес (рис. 3).

Таким образом, при так называемой крити­ческой температуре некоторые металлы скачко­образно переходят в состояние сверхпроводи­мости, при котором полностью отсутствует электрическое сопротивление. В дальнейшем было открыто, что сверхпроводимостью обла­дает не только ртуть, но и другие металлы, например олово, свинец, цинк, алюминий. Всего до сих пор открыто 23 элемента со свой­ствами сверхпроводников.

В последние годы ученые обнаружили, что сверхпроводимость возникает и в некоторых сплавах, составные части которых сами по себе таким свойством не обладают даже при самых низких температурах. Таковы, например, спла­вы висмута с натрием, с калием. Сверхпроводи­мость обнаружена более чем у 35 двойных сплавов и примерно у 70 более сложных соеди­нений металлов. Критические температуры перехода в сверхпроводящее состояние обра­зуют интервал более чем в полтора десятка градусов: 18°К — для химического соединения ниобий — олово и 0,165°К — для гафния.

Сверхпроводящие металлы при температуре ниже критической становятся идеальными диа-

117