Сверхпроводники в современном мире: Кн. для учащихся.— М.: Просвещение, 1991.— 159 с.: ил.— ISBN 5-09-001845-6.
В книге в интересной п популярной форме рассказывается о сверхпроводниках. В ней рассматриваются основные положения современной теории твердого тела, физические основы явления сверхпроводимости, принципы работы сверхпроводящих устройств и элементов, применяемых в энергетике, электронике, космосе, рассказывается о наиболее интересных и перспективных направлениях этого раздела физики. Книга адресована учащимся старших классов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Когда древнегреческие мыслители еще только удивлялись «силе, таящейся в янтаре и в магнитном камне», прирученный огонь уже светил, грел, обжигал и плавил металл. Работающая теплота на многие тысячелетия обогнала работающие электричество и магнетизм. От завоеванного и прирученного огня человек перешел к холоду. Произошло это совсем недавно, но созданный им рукотворный холод уже нашел себе немало применений. Логика развития техники привела к тому, что в странный мир самых низких в природе температур начали опускать не только физические приборы, бесстрастно регистрирующие происходящее, но и целые технические устройства. Открытия, сделанные на этом пути, оказались настолько своеобразными, свойства вещества—такими необычными, что получение низких температур и сами исследования в условиях сверхглубокого холода выделились в самостоятельную научно-техническую область — физику и технику низких температур. При низких температурах было обнаружено одно из самых удивительных явлений в природе — сверхпроводимость. О сверхпроводимости стало известно в 1911 г., но на протяжении десятилетий исследованиями этого загадочного, интригующего своей таинственностью явления занимались лишь немногие физические лаборатории. Долгое время о сверхпроводимости знал очень узкий круг ученых, занятых разработкой фундаментальных основ физики твердого тела, термодинамики, электромагнетизма. Прошло почти полвека от открытия до истинного понимания сверхпроводимости — срок чрезвычайно большой для нашего
стремительного века.
Сегодня сверхпроводимость — это одна из наиболее изучаемых областей физики, явление, открывающее перед инженерной практикой серьезные
перспективы.
Что же представляет собой сверхпроводимость? Какой смысл заложен в этом понятии? В силу каких своих качеств сверхпроводники находят столь широкое применение в самых различных областях деятельности человека? Ответы на эти вопросы читатель получит, прочитав данную книгу. При этом он познакомится не только с физической сущностью поставленных вопросов, но также и с историей достижения низких температур (эту историю нередко называют путем к абсолютному нулю), узнает о возмож-°стях и перспективах развития прикладной сверхпроводимости.
г,
ОГЛАВЛЕНИЕ
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ЭТА СТРАННАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ
Глава 1. Чудеса вблизи абсолютного нуля
У начала пути (10). Лейден, 1911 год. Открытие сверхпроводимости (12).
Глава 2. Полвека загадок и открытий
Когда исчезает сопротивление (16). Сверхпроводник в магнитном поле (18). Идеальный проводник или идеальный диамагнетик? (20) Уравнение Лондонов. Глубина проникновения (22). О фазовых переходах (24). Два типа электронов (26). Еще раз об эффекте Мейсне-ра (27). Прерывное в непрерывном (27). Еще один барьер -критический ток (30). Абрикосовскис вихри (33). ... И яснее вырисовывается картина (35).
Глава 3. Путь к микротеории.................
Сверхпроводимость -- явление квантовое (37). Живой кристалл (37). Не маятник, а волны (38). Звуковой квант--фонон (40). Электронный газ в металле (41). Электроны движутся в металле (41). «Вакуум» в кристалле (43). О двух статистиках (44). Энергетическая структура (45). Проводники, диэлектрики и полупроводники (47).
Глава 4. Проникновение в сущность
Изотопический эффект (50). Теория БКШ (51). Когда электроны притягиваются друг к другу (52). Электроны объединяются в пары (53). Движение электронных пар в металле (54). Конечные температуры (56). Энергетическая щель (56). Бесщелевая сверхпроводимость (58*.
Глава 5. Туннели для электронов.............. 60
Электрон подходит к барьеру (61). Туннелирование между двумя нормальными металлами (63). Туннелирование между нормальным металлом и сверхпроводником (64). Туннелирование между двумя сверхпроводниками (65). Туннелируют электронные пары (68). Эффекты Джозефсона (70).
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. ХОЛОДНЫЙ МИР СВЕРХПРОВОДНИКОВ
Глава 6. Вниз по шкале температур............ 77
Сжижение газов (77). Квантовая жидкость (80). Техника гелиевых температур (82). Глубокий холод (84).
Глава 7. Сверхпроводящие материалы........... 87
Явное и сокровенное (87). Сплавы и соединения (89). С помощью пиннинга (91). Технические сверхпроводники (92).
Глава 8. На пути к высокотемпературной сверхпроводимости .... 94
На чем основаны надежды (94). В поисках высокотемпературных сверхпроводников (98). Новые сверхпроводники (100).
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ. ПРОФЕССИИ СВЕРХПРОВОДНИКОВ
Глава 9. Сверхпроводящие магниты............ 105
Ключ к магниту (106). Как получают сильные магнитные поля (106). Сверхпроводящие соленоиды (107). Сверхмагниты: проблемы конструирования (109).
Глава 10. Сверхпроводящие магниты в физике......... 112
Глава II. Сверхпроводимость и энергетика.......... 116
Термоядерная энергетика (117). МГД-энергетика (119). Сверхпроводящие генераторы (120). Склады энергии (121). Кабели для передачи энергии (122). Размышления об экологии (125).
Глава 12. Устройства необычные и даже «не осуществимые»
Магнитный насос (126). Генератор постоянного тока без щеток (128). Трансформатор постоянного тока (130)
Глава 13. Магнитопланы и магнитоходы...........
Магнитные подвесы и подшипники (131). Поезда без колес (133). Корабли без винта (135).
Глава 14. Сверхпроводящая электроника........... 138
Сверхпроводящие измерители (139). Сверхпроводниковые приемники излучения (139). Сверхпроводящие резонаторы (141). Линейные ускорители заряженных частиц (142). Слабосвязанные сверхпроводники (143). С помощью туннельных контактов (145). Квантовый магнитометр (147).
Глава 15. ЭВМ на сверхпроводниках............ 150
Это лежит в основе (150). Сверхпроводниковые переключатели и элементы памяти (151). Сверх-ЭВМ на туннельных контактах (154).
Цена: 150руб.
