Supraleiter

  • 7 Antworten
    • Skimblecat
      Skimblecat
      Bronze
      Dabei seit: 21.08.2006 Beiträge: 519
      Ne, der Supraleiter erzeugt nix!

      Der schwebt auf der Magnetbahn, welche einen Wirbelstrom in dem Supraleiter induziert. Dieser Wirbelstrom erzeugt ein, dem Magnetfeld der Magnetbahn entgegengesetztes, Magnetfeld, welches den Supraleiter schweben lässt. Da Supraleiter unter einer gewissen Temperatur keinen Ohmschen Widerstand mehr haben schwächt der Wirbelstrom nicht ab und das Magnetfeld im Supraleiter bleibt erhalten...bis dann die Temperatur steigt und das Ding runterplumpst...oder so...
    • Progdanialdus
      Progdanialdus
      Bronze
      Dabei seit: 22.05.2006 Beiträge: 98
      Original von Skimblecat
      Ne, der Supraleiter erzeugt nix!

      Der schwebt auf der Magnetbahn, welche einen Wirbelstrom in dem Supraleiter induziert. Dieser Wirbelstrom erzeugt ein, dem Magnetfeld der Magnetbahn entgegengesetztes, Magnetfeld, welches den Supraleiter schweben lässt. Da Supraleiter unter einer gewissen Temperatur keinen Ohmschen Widerstand mehr haben schwächt der Wirbelstrom nicht ab und das Magnetfeld im Supraleiter bleibt erhalten...bis dann die Temperatur steigt und das Ding runterplumpst...oder so...
      Das er bei einer höheren Temperatur einfach so "runterplumpst" liegt daran, dass im Supraleiter sich bei tiefen Temperaturen Elektron-Elektron-Paare bilden (Cooper-Paare), welche alle einen gemeinsamen Quantenzustand einnehmen. Einzeln können diese Paare ihren Zustand auch nicht ändern, da sie stark korreliert sind. Die makroskopische Betrachtung eines einzigen Quantenmechanischen Zustandes ergibt die charakteristischen Eigenschaften. Sie stimmen in allen physikalischen Größen überein (z.B. Impuls,...). Wenn nun die Cooper-Paare in ein elektrisches Feld gebracht werden, werden sie alle beschleunigt und erhalten einen entsprechenden Impuls. Wichtig ist das sie eben alle den selben Impuls besitzen. Daher kann ein einzelnes Cooper-Paar nicht mit dem Atomrumpf-Gitter wechselwirken, weil es in einen anderen quantenmechanischen Zustand übergehen würde - ein Vorgang der ja ausgeschlossen ist. Um ein einzelnes Paar aus der Gesamtheit der Paare herauszunehmen, muss es aufgebrochen werden. Dazu ist Energie nötig (gleich der Bindungsenergie des Paares). Sofern diese nicht zugeführt wird, können Cooper-Paare im allgemeinen mit dem Gitter nicht wechselwirken. Dies bedeutet nicht nur den widerstandslosen Ladungstransport (und damit dass ein einmal erzeugtes Magnetfeld ohne Energiezufuhr aufrecht bleibt), sondern erklärt auch, wieso bei höheren Temperaturen die speziellen Eigenschaften verloren gehen, da die Paare aufbrechen.

      Das ganze ist natürlich stark vereinfacht nach der BCS-Theorie. Bei den neueren Hochtemperatursupraleitern (ca -100K) kommen noch einige andere Effekte ins Spiel. Falls meine Erklärung fehlerhaft ist, bitte ich studierte Physiker mich zu verbessern : )
    • beg0r
      beg0r
      Bronze
      Dabei seit: 07.05.2006 Beiträge: 2.945
      glaube die cooper-paare sind fuer einen non-physiker relativ egal... :P
      in welchem semester macht man das?
    • Progdanialdus
      Progdanialdus
      Bronze
      Dabei seit: 22.05.2006 Beiträge: 98
      Original von beg0r
      glaube die cooper-paare sind fuer einen non-physiker relativ egal... :P
      in welchem semester macht man das?
      Ich habs bei ner ganz normalen AHS-Matura als Teilgebiet einer Fachbereichsarbeit gemacht (ging um den Einsatz von Supraleitern in der Medizin, also MR, MEG,...), allerdings sicherlich nicht in der Form in ders im Studium behandelt wird. Dort ist es an der TU Wien nur als Wahlfach vorhanden (2 Wochenstunden an Wahlfächern sind glaub ich ab dem 4. Semester im Studienplan)
    • Cyclonus
      Cyclonus
      Bronze
      Dabei seit: 17.01.2005 Beiträge: 1.414
      Ist so Physikstudium, 5. bis 6. Semester, Meisner-Ochsenfeld-Effekt, London-Gleichungen, BCS-Theorie usw. Wird in der Festkörtperphysik behandelt.

      Das schweben wird halt dadurch bedingt, das der Supraleiter auch ein perfekter Diamagnet ist (stimmt auch nur so in etwa), allerdings ist das ganze nicht so einfach.
      Der obige Versuch funktioniert nur mit einem Supraleiter 2. Art, der auch noch speziell hergestellt werden muss. Bei diesem bricht unter anderem der supraleitende Effekt nicht direkt völlig ab, wenn er sich erwärmt, es können erstmal gewisse magnetische "Feldschläuche" in den Supraleiter eindringen.

      Aber ich will jetzt nicht weiter dumm schwafeln, ich bin zwar Physiker, aber alles andere als Experte für Supraleiter, kurz gesagt: Das Thema ist mehr als kompliziert, erst Recht wenn man schon so wenig Ahnung von Physik hat (Schulwissen).
    • Malte265
      Malte265
      Bronze
      Dabei seit: 08.11.2006 Beiträge: 4.162
      ah vielen dank für die antworten!!!

      mein physiklehrer sagte mir, es könne kein wirbelstrom induziert werden, wenn nicht ein erster impuls in form einer bewegung der elektronen vorhanden ist (oder so).

      welches ist denn nun der antreibende erste impuls, wenn kein strom durch den supraleiter fließt??

      MfG
    • beg0r
      beg0r
      Bronze
      Dabei seit: 07.05.2006 Beiträge: 2.945
      wenn du den supraleiter ins magnetfeld bringst, bewegst du doch die elektronen des supraleiters =) ... irgendwie musst du das ding ja ins magnetfeld bewegen, nicht wahr? da bewegen sich die elektronen natuerlich mit und erfahren im magnetfeld dann die lorentzkraft.

      wenn der leiter, bevor er zum supraleiter wurde, schon still auf einem magneten ruht, duerfte ebenfalls eine spannung induziert werden, wenn man ihn dann, ohne ihn zu bewegen, zum supraleiter macht. denn eine spannung wird auch dann induziert, wenn der leiter ein sich ueber die zeit aenderndes magnetfeld erfaehrt. ein supraleiter kann ja nicht vollstaendig von magnetfeldern durchdrungen werden, d.h. seine permeabilitaet aendert sich wenn er zum supraleiter wird und das ihn durchdringende feld wird kleiner (= sich ueber die zeit aenderndes magnetfeld), wodurch dann ebenfalls eine spannung induziert werden sollte.

      aber bei letzterem bin ich mir nicht ganz sicher, da ich das noch nicht im studium hatte und auf altes schulwissen zurueckgreifen muss :D