آیتم 0
ثبت سفارش
تعداد
عنوان

  • 214
  • 813 مرتبه
ابر رسانایی:

ابر رسانایی:

15 اسفند 1396

در سال 1908 وقتي كمرلينگ اونز هلندي در دانشگاه ليدن موفق به توليد هليوم مايع گرديد حاصل شد كه با استفاده از آن توانست به درجه حرارت حدود يك درجه كلوين برسد.

يكي از اولين بررسي‌هايي كه اونز با اين درجه حرارت پايين قابل دسترسي انجام داد مطالعه تغييرات مقاومت الكتريكي فلزات بر حسب درجه حرارت بود. چندين سال قبل از آن معلوم شده بود كه مقاومت فلزات وقتي دماي آن‌ها به پايين‌تر از دماي اتاق برسد كاهش پيدا مي‌كند. اما معلوم نبود كه اگر درجه حرارت تا حدود كلوين تنزل يابد مقاومت تا چه حد كاهش پيدا مي‌كند. آقاي اونز كه با پلاتينيم كار مي‌كرد متوجه شد كه مقاومت نمونه سرد تا يك مقدار كم كاهش پيدا مي‌كرد كه اين كاهش به خلوص نمونه بستگي داشت. در آن زمان خالص‌ترين فلز قابل دسترس جيوه بود و در تلاش براي بدست آوردن رفتار فلز خيلي خالص اونز مقاومت جيوه خالص را اندازه گرفت. او متوجه شد كه در درجه حرارت خيلي پايين مقاومت جيوه تا حد غيرقابل اندازه‌گيري كاهش پيدا مي‌كند كه البته اين موضوع زياد شگفت‌انگيز نبود اما نحوه از بين رفتن مقاومت غير منتظره مي‌نمود. موقعي كه درجه حرارت به سمت صفر تنزل داده مي‌شود به‌ جاي اين ‌كه مقاومت به آرامي كاهش يابد در درجه حرارت 4 كلوين ناگهان افت مي‌كرد و پايين‌تر از اين درجه حرارت جيوه هيچ‌گونه مقاومتي از خود نشان نمي‌داد. همچنين اين گذار ناگهاني به حالت بي ‌مقاومتي فقط مربوط به خواص فلزات نمي‌شد و حتي اگر جيوه ناخالص بود اتفاق مي‌افتاد. آقاي اونز قبول كرد كه پايين‌تر از 4 كلوين جيوه به يك حالت ديگري از خواص الكتريكي كه كاملاً با حالت شناخته شده قبلي متفاوت بود رفته است و اين حالت تازه «حالت ابر رسانايي» نام گرفت. بعداً كشف شد كه ابر رسانايي را مي توان از بين برد (يعني مقاومت الكتريكي را مي توان مجددا بازگردانيد). و در نتيجه معلوم شد كه اگر يك ميدان مغناطيسي قوي به فلز اعمال شود اين فلز در حالت ابر رسانايي داراي خواص مغناطيسي بسيار متفاوتي با حالت درجه حرارت‌هاي معمولي مي‌باشد.

تاكنون مشخص شده است كه نصف عناصر فلزي و همچنين چندين آلياژ در درجه حرارت‌هاي پايين ابر رسانا مي‌شوند. فلزاتي كه ابر رسانايي را در درجه حرارت‌هاي پايين از خود نشان مي‌دهند (ابر رسانا) ناميده مي‌شوند. سال‌هاي بسياري تصور مي‌شد كه تمام ابر رساناها بر طبق يك اصول فيزيكي مشابه رفتار مي‌كنند. اما اكنون ثابت شده است كه دو نوع ابر رسانا وجود دارد كه به نوع I و II مشهور مي‌باشد. اغلب عناصري كه ابر رسانا هستند ابر رسانايي از نوع I را از خود نشان مي‌دهند. در صورتي ‌كه آلياژها عموماً ابر رسانايي از نوع II را از خود نشان مي‌دهند. اين دو نوع چندين خاصيت مشابه دارند. اما رفتار مغناطيسي بسيار متفاوتي از خود بروز مي‌دهند.

پديده‌ي ابر رسانايي در تكنولوژي از توانايي گسترده اي بر خوردار است زيرا بر پايه ‌ي اين پديده بارهاي الكتريكي مي‌توانند بدون تلفات گرمايي از يك رسانا عبور كنند. به‌طور مثال جريان القا شده در يك حلقه‌ ي ابر رسانا بدون وجود هيچ باطري در مدار به مدت چند سال بدون كاهش باقي مي‌ماند. براي نمونه در واشنگتن از يك حلقه ابر رساناي بزرگ براي ذخيره ‌كردن انرژي الكتريكي در تكوما استفاده مي‌شود. ذخيره‌ي انرژي در اين حلقه تا 5 مگاوات بالا مي رود و انرژي در مدت مورد نظر آزاد مي‌شود.

عمده مشكل ايجاد كردن شرايط براي اين پديده دماي بسيار پايين آن مي‌باشد كه بايد دماهاي بسيار پايين را محيا كرد. اما در سال 1986 مواد سراميكي جديدي كشف شد كه در دماهاي بالاتري توانايي ابر رسانايي را داشته باشد. (تا اكنون در دماي 138 درجه كلوين اين امر ميسر شده است).

كاربردهاي ابر رسانايي:

كاربردهاي زيادي را براي ابر رساناها در نظر گرفته است به ‌عنوان مثال استفاده از ابر رساناها باعث خواهد شد كه مدار ماهواره‌هاي چرخنده به دور زمين با دقت بسيار بالايي كنترل شوند. خاصيت اصلي ابر رساناها به دليل نداشتن مقاومت الكتريكي امكان انتقال جريان الكتريكي حجم كوچكي از ابررسانا است. به همين خاطر اگر بجاي سيمهاي مسي از ابر رساناها استفاده شود، موتورهاي فضاپيماها تا 6 برابر نسبت به موتورهاي فعلي سبكتر خواهند شد و باعث مي‌شود كه وزن و فضاپيما بسيار كاهش يابد .

از ديگر زمينه‌هايي كه ابر رساناها مي‌توانند نقش اساسي در آن‌ها بازي مي‌كنند مي‌توان كاوش‌هاي بعدي انسان از فضا را نام برد. ابر رساناها بهترين گزينه براي توليد و انتقال بسيار كارآمد انرژي الكتريكي هستند و طي شب‌هاي طولاني ماه كه دما تا 173- درجه سانتي‌گراد پايين مي‌آيد و طي ماه‌هاي ژانويه تا مارس دستگاه‌هاي MRI ساخته شده از سيمهاي ابر رسانا، ابزار تشخيص دقيق و توانمندي در خدمت سلامت خدمه فضاپيما خواهد بود. و همچنين ساخت ابر كامپيوترهاي بسيار كوچك و كم ‌مصرف مي‌باشد.

نظرات

قوانین ارسال نظر

  • پیام هایی که حاوی تهمت یا افترا باشد منتشر نخواهد شد.
  • پیام هایی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با خبر باشد منتشر نخواهد شد.
  • با توجه به آن که امکان موافقت یا مخالفت با محتوای نظرات وجود دارد، معمولا نظراتی که محتوای مشابه دارند، انتشار نمی‌یابند بنابراین توصيه مي‌شود از مثبت و منفی استفاده کنید.

فهرست موضوعات

راهنمای خرید
ورود به فروشگاه
 
ارسال سریع
 
پارس شعاع توس
 
سیم و کابل شهاب جم
 
امید پدیده
 
پارسه شید