|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
가장 중요한 과학적 발견
초전도성. 과학적 발견의 역사와 본질
고대에도 물질의 응집 상태는 외부 조건에 따라 달라진다는 점이 지적되었습니다. 가장 눈에 띄고 예시적인 예는 물이 얼음과 증기로 변하는 것입니다. 가스(암모니아)는 1792년 네덜란드 물리학자 M. van Marum에 의해 처음으로 액화되었습니다. 마이클 패러데이, 1823년부터 염소, 이산화황 및 이산화탄소와 같은 여러 가스를 한 번에 액체 상태로 전환했습니다. 중간 가스가 상당히 높은 온도에서 액화되기 때문에 프로세스가 어렵지 않았습니다. 실제 가스는 또 다른 문제입니다. 액체 상태로 전환하는 데 1877년 이상이 걸렸습니다. 1895년에 R. Pictet과 L. Calete는 액체 산소와 액체 질소를 얻었습니다. 산업 규모에서 공기의 액화는 XNUMX년 독일 엔지니어 K. Linde에 의해 수행되었습니다. 이제 이미 만들어진 계획에 따르면 다른 가스를 액체 상태로 옮기는 것이 쉬울 것 같습니다. 그러나 그것은 거기에 없었습니다. 실제로 대부분의 가스는 팽창하는 동안 냉각됩니다. 그러나 완고한 수소, 네온 및 헬륨은 "부정직하게" 행동합니다. 팽창할 때 가열됩니다. 탈출구는 XNUMX세기 말경에 발견되었습니다. 액체 수소와 헬륨을 얻으려면 비교적 낮은 온도로 미리 냉각하면 됩니다. Krakow의 Olshevsky, 네덜란드의 Kamerling-Onnes, 영국의 Dewar는 동시에 액체 수소를 얻으려고 했습니다. Dewar는 이 대회에서 우승했습니다. 10년 1898월 20일 그는 14입방센티미터의 액체 수소를 받았습니다. 몇 달 후 그는 고체 수소를 얻는 데 성공했습니다. XNUMX도만 절대 영도에서 분리되었습니다. 뛰어난 마음, 실험자의 뛰어난 기술 및 뛰어난 학식은 James Dewar가 극저온 기술의 선구자 중 한 명이 되도록 도왔습니다. 용어 자체 (그리스어 "kryos"-cold에서 유래)와 유명한 "Dewar vessel"이 모두 그에게 속한다는 점은 주목할 만합니다. 그러나 헬륨은 완고하게 제출을 거부했습니다. 9년 1908월 1853일에야 라이덴 대학의 Dr. Heike Kamerling-Onnes(1926-29)가 헬륨을 액화시켰다는 소식이 전해졌습니다. 그는 훌륭한 조직자의 능력으로 듀어의 직관과 기술을 시스템으로 대항했다. XNUMX세에 소장이 된 라이덴의 유명한 Kamerling-Onnes 연구소는 XNUMX세기 연구소의 첫 번째 모델로 불린다. "실험이 끝날 무렵 Kamerling-Onnes는 고체 헬륨을 얻으려고 시도했습니다."라고 R. Bakhtamov는 기록합니다. "그는 실패했습니다. 그는 나중에 1,38도, 1,04도 켈빈 온도에 도달했을 때 실패했습니다. 그 이유는 그러나 이상한 현상이지만 그는 뒤로 물러서서 계획된 프로그램의 다음 지점 인 헬륨 온도에서 금속의 특성을 연구하기 위해 진행했습니다. Onnes는 금, 백금 및 수은의 전기 저항을 측정했습니다. 그리고 놀라움이 시작되었습니다. 28년 1911월 27일 그는 네덜란드 왕립 아카데미에 수은의 저항이 "기기가 감지하지 못한" 낮은 값에 도달했다고 보고했습니다. XNUMX월 XNUMX일에는 수은의 저항이 점진적으로 떨어지는 것이 아니라 급격히, 급격하게 떨어지며 '저항의 소멸'이라고 할 수 있을 정도로 감소한다는 메시지가 명확해졌다. 1913년 11월에 발표된 기사에서 Onnes는 처음으로 "초전도성"이라는 용어를 사용했습니다. 50년 후, 그는 이 이상한 현상에서 무언가를 이해하기 시작할 것입니다. XNUMX년 후에는 그 현상이 완전히 설명되지는 않지만 설명될 것입니다. Onnes는 헬륨의 비정상적으로 높은 이동성이라는 또 다른 다소 이상한 현상을 여러 번 관찰했습니다. 하지만 이미 너무 부자연스러워서 온네스는 무언가를 이해하려고 하지도 않았다. 그는 계속해서 절대 영도에 점점 더 가까워졌습니다. 그는 본질적으로 한 가지 방법을 사용했습니다. 액체 헬륨의 증기압을 줄이기 위해 점점 더 강력한 펌프를 설치했습니다. 결국 Onnes는 0,83도 켈빈에 도달했습니다. 한계인 것 같았습니다. 그러나 Kamerling-Onnes 사망 1926 개월 후인 1956 년 0,00001 월 캐나다 William Gioka의 아이디어를 개발 한 미국 교수 Latimer는 새로운 냉각 방법 인 자기를 제안했습니다. XNUMX년에 옥스퍼드의 Francis Simon은 XNUMX Kelvin의 온도를 얻었는데, 이는 절대 영도보다 XNUMX만분의 XNUMX도 높은 온도입니다." 놀랍게도 헬륨이 액화된 지 불과 XNUMX년 만에 수천 번의 실험이 수행되었지만 헬륨의 가장 특이한 특성인 초유동성이 발견되었습니다. 그러나 어느 날 캐나다 과학자 그룹은 여전히 결론을 내리기를 단호하게 거부하면서 감히 설명을 제공했습니다. "새로운 현상에 대한 올바른 결론은 XNUMX학년 학생에게도 어렵지 않습니다. 그러나 성숙하고 경험이 풍부한 물리학자만이 액체의 열전도율이 갑자기 수백만 배 증가합니다.” 1938년 초에 Nature는 두 개의 기사를 발표했습니다. 그들 중 하나는 소비에트 과학자에 속했습니다. PL 카피차, 다른 하나는 케임브리지 대학의 Allen과 Mizenar입니다. 그들의 결과와 결론은 일치했습니다. 액체 헬륨의 흐름에는 점도가 거의 없습니다. 일반적으로 받아 들여지는 "초유동성"이라는 용어를 소유한 사람은 Kapitsa입니다. 놀랍게도 금속의 헬륨 원자와 자유 전자는 같은 방식으로 행동합니다. 이 발견으로 전도체에서 전자 흐름의 초전도성과 초유동성이라는 두 가지 현상을 연결할 수 있게 되었습니다. 초전도는 세기 초에 발견되었지만 Bardeen, Cooper 및 Schriefer가 자신의 이름을 딴 이론(BCS 이론)을 구축하여 초전도 현상에 대한 만족스러운 설명을 제공할 수 있었던 것은 1957년이 되어서였습니다. "초전도체에서는 어떤 일이 발생합니까?" Regge는 그의 책에서 "이 질문에 대한 완전한 대답은 길고 복잡합니다. 일반적으로 두 개의 전자는 진공 상태에서 서로 반발하지만 금속에서는 핵의 양전하가 핵을 보호합니다. 전자의 음전하와 반발력은 거의 완전히 사라질 수 있으며 많은 경우 스크리닝이 불완전하여 초전도 현상이 관찰되지 않습니다. 어떤 경우에는 격자가 전자 주위를 수축하여 해당 전자 주위를 감싸고 다른 전자를 끌어들이는 양전하 구름을 생성합니다. 결과는 전자 사이에 약간의 인력입니다. 이 인력은 약하기 때문에 전자가 쌍으로 움직이기만 합니다. 따라서 화학적 결합과 유사하지만 수천 배 더 약한 결합이 있습니다. 결과적으로 쿠퍼 쌍은 "XNUMX 전자"분자와 유사하며 초전도 상태로의 전이는 전자 가스가 이러한 "분자"로 구성된 가스로 변환되는 것으로 간주 될 수 있습니다. 유사한 현상이 화학에서도 발생합니다. 예를 들어, 이원자 산소가 가열되면 냉각될 때 재결합할 수 있는 단일 원자로 분해됩니다. 금속에서 이동하는 전자 가스는 "응축물"이라고 하는 쿠퍼 쌍의 액체로 응축됩니다. 이러한 쌍의 반지름은 약 300옹스트롬이며, 이는 인접 원자 사이의 거리(수 옹스트롬)보다 훨씬 큽니다. Cooper 쌍의 바다에서는 쌍 자체보다 짧은 잔물결이나 파도를 상상하기 어렵습니다. 따라서 치수가 XNUMX옹스트롬 이하인 격자의 불균일성은 응축수 흐름에 장애가 되지 않으며 에너지 손실도 발생하지 않습니다. 이것이 초전도의 주요 원인입니다." 이 발견의 모든 결과를 상상하기는 여전히 어렵습니다. 초전도 효과는 이미 고속 일본 자기 부상 열차에서 성공적으로 사용되었습니다. R. Bakhtamov는 "고유한 특성을 가진 초전도 자기 시스템이 만들어졌고 작동하고 있습니다. 예를 들어 록히드는 85kg의 무게와 15에르스테드의 자기장을 생성하는 전자석을 만들었습니다. 30-40 에르스테드의 필드와 약 4 미터 크기의 가장 큰 초전도 자석은 이미 유럽과 미국의 여러 가속기 실험실에서 작동하고 있으며 최대 170 에르스테드의 자기장을 가진 자석이 만들어졌습니다. 초전도 여기 시스템이 있는 터보 및 수력 발전기와 같은 가장 큰 전기 기계를 만들기 위한 작업이 진행 중입니다. 초전도체는 컴퓨터 제작에 완전히 새로운 가능성을 열어줍니다. 초전도 시스템의 전류는 엄청난 양의 데이터를 저장하고 환상적인 속도로 발행할 수 있는 이상적인 저장 장치입니다... 18-20도 켈빈에서 초전도성을 유지하는 합금이 이미 얻어졌습니다. 최소 100K의 온도에서 특성을 갖는 물질의 생성은 전기 공학의 혁명으로 이어질 것입니다. 현대 과학은 과제가 실제이며 그 해결책의 결과는 환상적이라는 한 단어로 정의될 것이라고 믿습니다. 저자: Samin D.K.
▪ 스펙트럼 분석 ▪ 결핵의 원인균
광신호를 제어하고 조작하는 새로운 방법
05.05.2024 프리미엄 세네카 키보드
05.05.2024 세계 최고 높이 천문대 개관
04.05.2024
▪ 문자열의 동반자 ▪ 방탄 치아
▪ 기사 XNUMX세기 러시아 문학을 간략히 소개합니다. 어린이 침대 ▪ article 어떤 영화에 대한 리뷰가 가장 짧았나요? 자세한 답변 ▪ 기사 처분할 수 있는 활동의 갈바니 현재 근원. 예배 규칙서 ▪ 기사 절연체에서 전선을 벗기는 장치. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
홈페이지 | 도서관 | 조항 | 사이트 맵 | 사이트 리뷰
www.diagram.com.ua |
흥미로운 기사를 추천합니다 섹션 
다른 기사 보기 섹션 
과학 기술의 최신 뉴스, 새로운 전자 제품:
이 페이지의 모든 언어