Автор: Г.Г.Филипенко.
Аннотация.
В данной работе показано, что кроме тепловых колебаний атомов, влияющих на проводимость металлов-сверхпроводников при низких температурах (теория БКШ), существенное влияние на появление сверхпроводимости должно оказывать число электронов, отданых в зону проводимости каждым атомом кристаллической решетки,и взаимодействием этих электронов в зоне проводимости.
Введение. Почему решили связать появление сверхпроводимости с тепловыми колебаниями атомов решетки? Потому, что материалы изотопов элемента имели разные температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Конечно такая зависимость есть но она незначительна. Сверхроводимость не зависит от типа решетки. Вокруг сверхпроводника ниобия в таблице элементов много проводников, но не сверх. А тепловые колебания их атомов практически такие же. Почему же у других металлов сверхпроводимость не обнаруживается? Тепловые колебания атомов не главный механизм сверхпроводимости! Проводимость конечно зависит от температуры. Но у меди, серебра почему-то при самых низких температурах сверхпроводимость не наблюдается, а у проводника ниобия, который проводит значительно хуже меди и серебра-сверхпроводимость есть. Есть она и у более тяжелого свинца с типом кристаллической решетки меди. Значит не тепловые колебания главные здесь, а какие-то процессы в зоне проводимости. Для их рассмотрения необходимо знать число электронов, отдаваемое каждым атомом решетки в зону проводимости. Авторы БКШ утверждают, что в сверхпроводимости участвует каждый десятитысячный электрон , а согласно теории твердого тела в простой проводимости участвует от одного до примерно трех электронов от атома или грубо каждый десятый или сотый электрон. Тем не менее токи сверхпроводимости значительно больше токов обычной проводимости! Что-то происходит с электронами в зоне проводимости! Задача поставлена. Решение этой задачи на качественном уровне. Зона проводимости представляется мне как поверхность ячейки Вигнера-Зейтца,которая располагается между атомами кристаллической решетки. А больше электрону проводимости и негде находиться, как только на этой поверхности. При переходе в сверхпроводящее состояние в зоне проводимости электроны должны образовать коллектив или стать зависимыми друг от друга. Значит в зоне проводимости число электронов отданное атомом должно быть значительным по сравнению с медью, никелем или серебром,которые не сверхпроводники. Число электронов проводимости в металлах-элементах приводится в работе- kristall.lan.krasu/Science/publ_grodno.html У ванадия,ниобия и тантала по 5 электронов проводимости на атом и соответственно температуры переходов Тс=5,30...9,26 и 4,48К. У; гафния, титана и циркония по 3 электрона, а Тс=0,09...0,39 и 0,65К. Посмотрим таблицу элементов справа-там свинец, олово- по 4-5 электронов и алюминий, галий, индий, талий у которых по 2-3 электрона, а Тс=1,196...1,091...3,40...2,39 соответственно. У свинца и олова Тс=7,19 и 3,72 соответ- ственно. Что и требовалось доказать. Так как зона проводимости поверхность, а электроны обладают спинами, то по моему организация электронов проводимости в коллектив идет посредством взаимодействия через спины. Я здесь хочу сказать, что электроны проводимости конечно как-то объединяются, но только не так как в БКШ, когда они начинают заигрывать на расстоянии в несколько тысяч атомов между которыми находятся еще больше электронов и после этого "спариваются". Ясно и то,что число энергетических уровней в зоне проводимости не равно числу электронов проводимости (как в квантовой механике), а составляет величину равную числу электронов проводимости от атома кристаллической решетки, т.е. 1-5 или чуть больше. Электроны проводимости вносят низкий вклад в теплоемкость металла (закон Дюлонга-Пти). Теоретический же расчет по модели Друде показывает,что вклад электронов в теплоемкость должен быть значительным. Предположительно, в реальном пространстве, зона проводимости должна находится в районе поверхности ячейки Вигнера-Зейтца. Грубо, она напоминает собой пчелиные соты. Поэтому электроны проводимости вносят низкий вклад в теплоемкость металла, т.к. они по сути находятся в пространстве двумерном со сложной поверхностью. Здесь ошибка Друде. А периодичность для электрона проводимости в кристалле связана не столько с постоянной решетки, сколько со стереометрией гибридных (валентных) орбиталей атомных остовов. Смотри осциляции в опытах де-Гааза-ван-Альфена по исследованию поверхности Ферми. Выводы: Согласно выше изложенного. Для повышения Тс в металлах могу предложить следующее. Отрицательно зарядить металлический образец и испытать его. Литература: 1.К вопросу о металлической связи в плотнейших упаковках химических элементов kristall.lan.krasu/Science/publ_grodno.html 2. Сверхпроводимость: позавчера, вчера, сегодня, завтра fpfe.fizteh/tvor/cond.html Приложение1. О предпосылках к открытию сверхпроводимости в дибориде магния (2001г) и в алмазах (2004г) смотрите на русском- sciteclibrary/rus/catalog/pages/4526.html На английском- belarus/discovery/filipenko/fil2.htm
Другие работы по теме:
Что важно в химии
Что важно в химии? Химия - наука о веществе и их преобразовании. Но каковы самые важные вещи в химии? Нет никакой однородности представлений по этому вопросу. Одна вещь может казаться более важной для одного человека и менее важный для другого. Например, неорганический химик может рассмотреть неорганическую химию, пуп земли, но органический химик будет иметь вполне противоположное мнение.
Астат
АСТАТ (лат. Astatium), астатин, Аt - радиоактивный химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, атомный номер 85. Стабильных изотопов у астата нет; известно не менее 20 радиоактивных изотопов астата, из которых наиболее долгоживущий
Роль денег денежные агрегаты
Text Text Graphics выступают предпосылкой создания высокоразвитого индустриального общества выступают предпосылкой создания высокоразвитого индустриального общества опосредствуют весь процесс воспроизводства оказывают значительное влияние на совокупную экономическую активность Graphics
Законы электрического тока
Text Text Graphics МОУ СОШ № 14 с. Заветное Презентация по физике Graphics На основании опытов английский учёный Джоуль и русский учёный Ленц независимо друг от друга пришли к выводу: Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.
Электростатическая защита
ПРОВОДНИКИ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ Электростатическое поле - эл.поле, образованное неподвижными электрическими зарядами. Свободные электроны - электроны, способные свободно перемещаться внутри проводника ( в основном в металлах) под действием эл. поля;
Сверхпроводимость 2
План реферата Стр. 1.Свойство сверхпроводимого состояния……………………………3 2.Сверхпроводник в магнитном поле………………………………...4 3.Изотермические свойства…………………………………………...5
Высокотемпературная сверхпроводимость
Высокотемпературная сверхпроводимость Открытие в конце 1986 года нового класса высокотемпературных сверхпроводящих материалов радикально расширяет возможности практического использования сверхпроводимости для создания новой техники и окажет революционизирующее воздействие на эффективность отраслей народного хозяйства.
Твёрдость. Сверхпроводимость.
Министерство общего и профессионального образования НовГУ кафедра ПТР Контрольная работа по материаловедению Твёрдость. Сверхпроводимость. Выполнил студент гр. 9021з
Сверхпроводники
Введение Теория сверхпроводимости. Идеальный проводник и сверхпроводник. Эффект Мейснера. Эффект Джозефсона. Сверхпроводники первого рода. Сверхпроводники второго рода.
Высокотемпературная сверхпроводимость
Открытие в конце 1986 года нового класса высокотемпературных сверхпроводящих материалов радикально расширяет возможности практического использования сверхпроводимости для создания новой техники и окажет революционизирующее воздействие на эффективность отраслей народного хозяйства.
Вниз по лестнице температур
Открытие сверхпроводимости было бы невозможным без достижения очень низких температур. Путь к таким температурам начинался с попыток превратить газ в жидкость.
Явление сверхпроводимости
Понятие и природа сверхпроводимости, ее практическое применение. Характеристика свойств сверхпроводников 1-го и 2-го рода. Сущность "теории Бардина-Купера-Шриффера" (БКШ), объясняющей явление сверхпроводимости металлов при сверхнизких температурах.
Физика металлов
Атомная структура железа. Дефекты шлаковых и газовых раковин в отливках. Различие между твердым и жидким фазовыми состояниями. Промежуточные фазы, которые могут быть в металлических сплавах. Хрупкое и вязкое разрушение. Понятие изоморфных металлов.
В железосодержащих сверхпроводниках обнаружен изотопический эффект
Открытые два года обратно железосодержащие сверхпроводники возродили интерес к одной из самых интригующих физических проблем современности — построению теории высокотемпературной сверхпроводимости. Главной загадкой на пути решения этой задачи остаются неизвестные и не понятые до сих пор процессы внутри вещества, которые ответственны за его сверхпроводящее состояние и которые позволяют ему иметь высокую критическую температуру (температуру перехода из нормального состояния в сверхпроводящее).
Сверхпроводимость
Изменение электрического сопротивления в металлах, сверхпроводниках в области низких температур. Правила существования сверхпроводимости с валентностью. Зависимость критического поля сверхпроводника от температуры. Использование явления сверхпроводимости.
Явление разделения спина и заряда в сверхтонких проводниках
Электроны являются основными носителями электричества и благодаря им же мы можем изготавливать магниты. Электрический и магнитный заряд переносятся электронами, которые традиционно кажутся не только не имеющими размера, но и неделимыми.
Сверхпроводимость
Явление сверхпроводимости было открыто голландским физиком Камерлинг-Оннесом в 1911 году. Камерлинг-Оннесу первому удалось получить жидкий гелий, и он использовал его для создания криостатов.
Сверхпроводимость
История открытия явления сверхпроводимости. Теоретические основы сверхпроводимости. Джозефсоновский переход. Появление сверхчувствительных приемников. СКВИД датчик. Сверхчувствительные магнитометры.
О природе высокотемпературной сверхпроводимости
Даже те, кто далеки от науки, слышали о сверхпроводимости. Суть этого явления, которое было открыто около ста лет назад, заключается в том, что у некоторых материалов при достаточно низких температурах отсутствует электрическое сопротивление.
Дело о микрофракции
Дело о микрофракции, оно же "Дело Эскаланте". Высшая точка внутрипартийной дискуссии в Коммунистической партии Кубы, по вопросу о курсе экономического, внешнеполитического и социального развития страны.
Нобелевские лауреаты 2003 года
Премия по физике Нобелевской премией по физике за 2003 год отмечены трое ученых, которые внесли решающий вклад в объяснение двух феноменов квантовой физики: сверхпроводимости и сверхтекучести.
Институт омбудсмена в механизме защиты прав и свобод человека и гражданина
Институт омбудсмена в механизме защиты прав и свобод человека и гражданина. (Тезисы) Уполномоченный Верховной Рады по правам человека – это новый институт для национальной правовой системы Украины, где со времени обретения независимости происходит формирование механизма защиты прав человека, необходимого для построения демократического социального правового государства.
Металлы
Определение. Химические и физические свойства.
Уильям Брэгг
Брэгг, Уильям Лоренс (Bragg, William Lawrence) (1890–1971), английский физик, сын Уильяма Генри Брэгга, удостоенный вместе с отцом Нобелевской премии 1915.