Квантовые свойства макроскопических объектов

План

1. Сверхпроводимость.
2. Квантовая электроника.
3. Электрическое строение молекул.

Сверхпроводимость.

Создание макроскопической теории сверхпроводимости относится к 1957 —
1958 гг.

Объяснение механизма сверхпроводимости невозможно в рамках классических концепций, так что оно является триумфом квантовой теории.
Сущность дела состоит в том, что между электронами действуют силы кулоновского отталкивания, тем не менее в твердых телах возникают на ярду с ними также и силы притяжения между электронами, обусловленные тем, что электроны могут обмениваться фононами, т. е. квантами упругих колебаний тела. Это притяжение приводит к образованию вблизи энергетической поверхности Ферми связанных пар электронов.

Квантовые закономерности приводят к тому, что эти пары образуют так называемый Бозе-конденсат, обладающий свойствами сверхтекучести. Поскольку эти пары электронов обладают электрическим зарядом, то их сверхтекучесть равносильна сверхпроводимости.

Так в чем же заключается явление сверхпроводимости, которое смогла полностью объяснить лишь квантовая теория.

Сопротивление всех чистых (лишённых примесей) металлов при приближении к абсолютному нулю температуры стремится к нулю, но в некоторых металлах изменение это происходит не плавно: при некоторой определённой температуре сопротивление внезапно (скачком) падает до нуля или, во всяком случае, до неизмеримо малой величины. Резкость этого скачка характеризуется тем, что в некоторых металлах он происходит при изменении Т всего лишь на
0,001(.

Температура скачка называется критической температурой, а состояние металла ниже этой температуры, характеризуемое отсутствием сопротивления постоянному току, называется сверхпроводящим состоянием.

Вернуться