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超導現象的發現者，低溫物理學的奠基人：荷蘭物理學家卡末林·昂內斯

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平時使用電吹風 ， 為什么時間一長 ， 電源線會發熱？原來都是電阻在作怪 ， 因為電流在輸電線中流動時 ， 克服電阻就要消耗電能 。發電廠發出的電通過電纜輸送到各地 ， 電能在長長的輸電線上的損失會更大 ， 能不能讓輸電線沒有電阻呢？
在一定的低溫下 ， 電阻會發生什么變化呢？1908年 ， 荷蘭萊頓大學實驗室主任昂內斯把實驗室的全部研究項目都放在低溫方面 ， 讓當時許多著名的科學家都難以理解 。在他們看來 ， 不管在何種低溫下 ， 都不會有什么離奇的事情發生 。
【超導現象的發現者，低溫物理學的奠基人：荷蘭物理學家卡末林·昂內斯】但昂內斯堅定不移 ， 仍然大膽地進行研究 。1911年4月的一天 ， 昂內斯正全神貫注地研究水銀的低溫性能：他先把液體水銀冷卻到-40℃ ， 液體水銀很快凝固成一條水銀線；然后 ， 他給水銀線通上電流 ， 并繼續降低它的溫度 。
當溫度降到－268.98℃時 ， 奇跡出現了：水銀的電阻突然消失——電阻為零 。這時 ， 電流在水銀線中暢通無阻 。昂內斯因此認為 ， 這時水銀進入了一種以零阻值為特征的新物態 ， 他稱之為“超導態” 。
后來 ， 昂內斯又發現許多金屬和合金都具有和水銀相類似的在低溫下失去電阻的特性 ， 于是他在1911年12月28日宣布了這一發現 ， 并把這種零電阻的現象叫作超導現象 ， 把處于超導狀態的導體稱為超導體 。由于這一發現 ， 昂內斯榮獲1913年諾貝爾物理學獎 。他在領獎演說中指出：低溫下金屬電阻的消失“不是逐漸的 ， 而是突然的” 。
昂內斯的發現吸引了更多科學家進行深入探索 。1933年 ， 德國物理學家邁斯納和奧森菲爾德又共同發現 ， 在小磁場中把金屬冷卻進入超導態時 ， 體內的磁場便被排擠出去 ， 結果體內磁感應強度為零 。該現象稱為“邁斯納效應” ， 也叫“完全抗磁性” 。這一發現非常有意義——此后 ， 人們便用邁斯納效應來判別物質是否具有超導性 。
當磁場達到一定強度時 ， 超導性就將破壞 。而且 ， 利用超導體的抗磁性 ， 可以實現磁懸?。喊岩粔K磁鐵放在超導盤上 ， 由于超導盤把磁感應線排斥出去 ， 超導盤跟磁鐵之間有排斥力 ， 結果磁鐵懸浮在超導盤的上方 。這種超導懸浮在工程技術中是可以大大利用的 ， 超導磁懸浮列車就是一例——讓列車懸浮起來 ， 與軌道脫離接觸 ， 這樣列車在運行時幾乎無摩擦力 。1979年 ， 日本國鐵公司超導電磁懸浮實驗車正式投入使用 ， 時速達504千米 。
1911年 ， 昂內斯發現超導現象 ， 使人們對極低溫度下金屬材料的導電性有了全新的認識 。此后 ， 人們對超導現象的探索始終沒有停止：1911—1957年 ， “BCS理論”問世 ， 是對超導電性機理的探索階段；1958—1985年 ， 是人類對超導技術應用的準備階段；從1986年起 ， 由于高溫超導材料的發現 ， 人類步入超導技術開發階段 ， 而昂內斯成為名副其實的“開山鼻祖” 。
如今 ， 超導技術已經在電能輸送、電機制造、磁流體發電、超導線圈儲能技術、超導磁懸浮列車、超導電子計算機、超導電子器件、超導磁體、地球物理探礦、地震探測、生物磁學、醫學臨床應用、軍事等領域得到了應用 。但這還只是序幕 ， 超導研究與應用在21世紀將展現更加絢麗、輝煌的前景 。


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