超导的量子理论教学课件.ppt

1、超导的量子理论超导的量子理论超导介绍n1911年，Kamerlingh Onnes 发现低温超导体。从此人们对超导理论和超导技术展开了深入广泛的研究n超导材料专家马梯阿斯曾说：“如果在常如果在常温下，例如在温下，例如在300度左右实现超导现象，将度左右实现超导现象，将使现代文明的一切技术发生变化使现代文明的一切技术发生变化。”超导性质 n完全导电性完全导电性 超导体在临界温度和临界磁场下，直流电阻呈现零电阻现象。n完全抗磁性完全抗磁性 给处于超导态的某一物质加一磁场，磁力线无法穿给处于超导态的某一物质加一磁场，磁力线无法穿透样品，而保持超导体内的磁通为零的特性，我透样品，而保持超导体内的磁通为

2、零的特性，我们称之为完全抗磁性，也就是所谓的麦斯纳效应。们称之为完全抗磁性，也就是所谓的麦斯纳效应。超导发展史 九十多年来，超导的科技发展分为三个阶段：n第一个阶段（1911-1957），BCS理论的问世n第二个阶段（1958-1985），开展超导技术应用的准备阶段n第三个阶段（1986年以来），超导技术开发阶段高温超导n1986年发现转变温度高于30K的超导材料（La-Ba-Cu-O），人类进入第三阶段。n在这个阶段人们对超导机制的认识和理论上的进步相伴而生。但对新材料高温超导机制问题仍众说纷纭，其超导理论仍未解决超导领域的理论发展n1946年，化学家奥格曾提出用电子对解释超导零电阻现象，称

3、为奥格对。n1947年，海森堡根据电子间的库仑相互作用提出了自己的超导理论，于1948年为波恩和我国的程开甲先生予以发展。n1948年，伦敦指出，平均动量的长程有序应是超导理论的基本性质之一，而且应是一种平均动量的凝聚。BCS用库伯对证明这一点。，介绍的主要内容n一、低温超导理论，指1986年前发现高温铜氧化物超导体以前所发展的常规超导理论。包括：1950午的京汝堡朗道理论 1952年的阿布里何索夫理论 1957年的BCS理论 1958年的戈尔柯夫理论 1968年的麦克米兰理论n二、高温超导理论 Ander肋n的空穴子(L010n)和自旋子(sptMn)理论 Schrieffer的自旋袋(响n

4、 b，B)机制 邻近反铁磁的超导理论 varma的“边缘”费米液体理论等BCS理论n20世纪中期，人们认识到了许多重要的超导性质：零电阻效应 迈斯纳效应 超导态下电子比热的指数规律 7T c处超导正常相变时电子比热跃变 微波吸收“边”效应 同位素效应 正常区与超导区之间的界面能 皮帕尔德非局域效应n建立超导微观理论的时机已经逐渐成熟库伯对n库伯模型：设想在绝对零度下把两个额外的电子加到金属中，假定金属小原有的电子在动量空间中的费米球并未因这两个额外电子的引入而发生变化，它们只是形成厂安稳的“费米海”背景，并通过泡利原理对这两个电子起作用于是这两个 电子只能去占据AAF的那些态；这样库珀就把多体

5、问题化为二体问题了设在这两个额外电子之间存在着吸引作用，再根据电子服从费米统计建立双电子波函数，并由量子力学波动方程求解其能谱库伯对的扩广n在库伯问题中，于Fermi海之外只有两个相互有净吸引的电子，由此库伯指出，正常金属Fermi海将表现不稳定性，并预期这种不稳定性和超导相的形成有关。然而，金属中参与相变的电子数日是大量的，所以：一个步骤就是要把库珀简单结果推广到多电子系统巴丁、库伯、施瑞弗(J.Bardeen，L.N.cooper，J.R.Schriffer)共同完成这工作，他们的理论称为BCS 理论.BCS超导电性理论的基本假设n超导电性的基本特征是由库伯二体关联(对关联)所引起的，而取

6、总动员为零及单一态自旋波函数的对来处理这种二体关联这是很自然的，因为既然使两个电于进入库珀对态可以降低系统的能量，那么在Fermi面附近的金属中的电子都可能参与这种二体关联过程，直到达到一种新的平衡相。超导相与正常相能星之差，就来源于哈密顿量中只对二体关联态有贡献的那些项上上 T0的BCS理论n以上就是BCS理论具体推导过程，由于公式很复杂，我们只能照搬下来，请原谅！n此外，低温超导理论还有强耦合超导理论，阿布里科索夫理论，戈尔科夫超导理论，由于时间有限，我们就不一一介绍！高温超导理论n到现在，高温超导机制还不完善，现有的高温超导理论包括：nAnden非费米液体高温超导理论nSchrifer自

7、旋袋理论nPines等人的近反铁磁费米液体理论nvarnln等人的边缘费米液体理论n双极化子超导理论 超导的应用 n超导线的载流能力强，比普通导线高出成百上千倍。n超导磁体发热量小，同时体积和质量也较小，因此有很大的优势。n超导磁体的完全抗磁性还被应用于磁悬浮列车中，使列车通过抗磁作用悬浮空中，从而减小阻力增加运行时速。n总之，超导材料在变压器、空间技术、受控热核反应以及计算机方面等很多方面都能起到重大的作用，可见超导技术有着广阔的发展和应用空间。超导的机制还不十分完善，是一门很有前途的研究课题，需要我们继续探索。第一课时 谢稚柳几乎是一位全能的艺术家，他精通书画鉴定、美术理论、绘画、书法、诗

8、词等各个艺术领域。就以绘画而论，山水、花鸟、人物、鞍马，他无所不能，且均有独到的艺术成就，可谓博大精深。竹鸟图山寺松泉竹教学目标n了解回忆性叙事文的主要特点n初步学会按照内容划分文章的段落层次概括中心n感受作者对老师的真切感情检测预习n呵斥 敷衍 懊丧 蕴寓 癖好 临摹 寥寥 揶揄 悚然 悼念 伫立 鞭策n灵柩 疾言厉色 络绎不绝 语重心长n娓娓动听 茅塞顿开 n促膝长谈 一瓣心香n这是一篇回忆性的记叙文n事情发生的地点在寄园n“情”是文章的中心内容关于“寄园”为何难忘 是怎样的一种感情深入感知深入感知研读课题初步感知初步感知 我在童年和少年时代曾在寄园求学，得到钱名山先生的教诲，令我终生难忘

9、，迄今对他充满感恩和怀念作文马虎 找我谈话夜幕降临 促膝长谈欣赏书画先生评画炫耀诗才 先生批评寄园读书第二课时教学目标教学目标n了解回忆性文章的特点了解回忆性文章的特点n初步学习细致观察的作用初步学习细致观察的作用以及实际应用以及实际应用n体会先生爱生之心、作者体会先生爱生之心、作者敬师之情敬师之情回忆性叙事文的特点回忆性叙事文的特点n选择典型事例选择典型事例n挖掘重点词语挖掘重点词语n体悟真挚情感体悟真挚情感作文马虎作文马虎 找我谈话找我谈话夜幕降临夜幕降临 促膝长谈促膝长谈熟谙癖好熟谙癖好先生评画先生评画炫耀诗才炫耀诗才 先生批评先生批评寄园读书寄园读书给予培养给予培养终生受益终生受益作文

10、马虎作文马虎 找我谈话找我谈话（轻轻地）抚摸（轻轻地）抚摸（温和地）问（温和地）问（语重心长地）说（语重心长地）说惭愧惭愧 后悔后悔 懊丧懊丧 从此不敢怠慢从此不敢怠慢严格要求严格要求教育有方教育有方夜幕降临夜幕降临 促膝长谈促膝长谈上下五千年上下五千年 纵横九万里纵横九万里娓娓动听娓娓动听络绎不绝络绎不绝新奇愉快新奇愉快学识渊博学识渊博寄教于乐寄教于乐熟谙癖好熟谙癖好熟谙学生熟谙学生 迷上了画画迷上了画画爱上了文艺爱上了文艺激发兴趣激发兴趣因材施教因材施教奉献珍藏奉献珍藏给予培养给予培养先生评画先生评画看看沉思沉思寥寥数语寥寥数语 一针见血一针见血茅塞顿开茅塞顿开精益求精精益求精见识独到见识

11、独到修养深厚修养深厚终生受益终生受益炫耀诗才炫耀诗才先生批评先生批评淡淡地笑道淡淡地笑道警勉而略带揶揄警勉而略带揶揄惶恐不安惶恐不安发人深省发人深省鞭策至今育我成人育我成人劝戒警勉劝戒警勉五件小事是从课内写到课外，五件小事是从课内写到课外，表现钱先生在课内对学生表现钱先生在课内对学生，在课外对学生，在课外对学生。教学目标n了解回忆性文章的特点了解回忆性文章的特点n体会先生爱生之心、作者体会先生爱生之心、作者敬师之情敬师之情n初步学习细致观察的作用初步学习细致观察的作用以及实际应用以及实际应用拓展阅读 父亲的爱 n概括说明本文写了有概括说明本文写了有关爹的哪几件事关爹的哪几件事n通过这些具体的事例，通过这些具体的事例，说明父亲的爱具有怎说明父亲的爱具有怎样的特点样的特点