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昂尼斯與超導(dǎo) 

來源:網(wǎng)絡(luò)資源 2009-09-01 20:53:34

[標(biāo)簽:電阻 大學(xué) 金屬 物理]

昂尼斯與超導(dǎo) 
 

卡末林·昂尼斯(Kamerlingh Onnes)是低溫物理學(xué)家,1853年9月21日生于荷蘭的格羅寧根,1926年2月21日卒于荷蘭的萊頓.因制成液氦和發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象1913年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).

  1882年,29歲的昂尼斯被任命為萊頓大學(xué)物理學(xué)教授和物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人.當(dāng)時(shí)物理學(xué)正處在一個(gè)轉(zhuǎn)變的時(shí)代,人們?cè)絹碓街匾曃锢韺?shí)驗(yàn).昂尼斯在擔(dān)任萊頓大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人后,就決定把研究低溫物理作為主攻方向.要進(jìn)行低溫方面的實(shí)驗(yàn),首先就要獲得低溫.低溫要靠液化氣體獲得.當(dāng)時(shí)只有氫和氦還沒有被液化.英國(guó)物理學(xué)家杜瓦從1877年開始研究,經(jīng)過二十多年,于1898年液化了氫.昂尼斯領(lǐng)導(dǎo)的萊頓大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室為了滿足低溫研究的需要,于1892~1894年建成了大型的液化氧、氮和空氣的工廠,1906年可以大量生產(chǎn)液氫,為液化氦打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).又經(jīng)過兩年奮斗,終于在1908年7月10日成功地液化了氦.為在液氦溫度下研究物質(zhì)的性質(zhì)創(chuàng)造了條件.

  金屬的電阻問題是昂尼斯的一個(gè)重要研究課題.當(dāng)時(shí)對(duì)金屬的電阻在絕對(duì)零度附近如何變化,有不同的說法,有人認(rèn)為純金屬的電阻應(yīng)隨溫度的降低而逐漸變小,并最終在絕對(duì)零度消失.昂尼斯最初相信的是開爾文1902年提出的另一種觀點(diǎn),即隨著溫度的降低,金屬的電阻在達(dá)到一極小值后,會(huì)由于電子凝聚到金屬原子上而變?yōu)闊o限大.昂尼斯由于掌握了液化氦的技術(shù),因而具備了從實(shí)驗(yàn)上研究這一問題的條件.1911年2月,他測(cè)量了金和鉑在液氦溫度下的電阻,發(fā)現(xiàn)在4.3 K以下,鉑的電阻保持為一常數(shù).而不是通過一極小值后再增大.因此他改變了原來的看法,而認(rèn)為純鉑的電阻應(yīng)在液氦溫度下消失.

  為了檢驗(yàn)他的看法,選擇了汞作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,因?yàn)楣绕渌饘偃菀滋峒儯畬?shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)了令人意想不到的奇特現(xiàn)象:汞的電阻在4.2 K左右突然消失.1911年4月~11月,昂尼斯在連續(xù)三篇論文中詳細(xì)地報(bào)道了他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

  1913年,昂尼斯又發(fā)現(xiàn)錫和鉛也具有和汞一樣的超導(dǎo)電性,不純的汞也具有超導(dǎo)電性.

由于昂尼斯對(duì)萊頓大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室的出色領(lǐng)導(dǎo)和管理,使該實(shí)驗(yàn)室成了本世紀(jì)初全世界低溫研究的中心.

 

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