為什麼金屬在低溫下會超導？

低溫與超導關係的本質原因是，由於溫度是磁能含量集中的感官表現，低溫效應的本質是磁能含量極低的低濃度（密度）狀態，而這種導體在低溫區就處於低含量磁能區， 而進入導體的有限磁能被導體中缺乏磁能的電子吸收吸收，因此在一定程度的極低溫度狀態下，進入導體的有限磁能後再被導體中的電子結合，當施加在導體上的強磁壓能量遵循導體中的磁壓特性規律時，強磁壓導體中的能量趨於零，其中 這是低溫現象與超導效應之間關係的本質原因。

一般金屬超導性符合BCS理論，該理論認為超導性是由電子-聲子相互作用引起的，導致動量相同且自旋相反的電子形成銅對，溫度公升高會破壞銅對，進而破壞超導性。

其實可以理解為，成對的電子成對是一種有序狀態，熱擾動會破壞有序狀態，使系統更加無序。 就好像水凍結在零度以下，這是一種更有序的狀態，隨著溫度的公升高，水分子的“運動範圍”要大得多。

超導也是如此，電子之間形成銅對是有序狀態，溫度公升高會破壞這種狀態，電子就無法配對，然後就無法實現超導。

低溫下出現超導現象的原因有以下幾點：

1.在很低的溫度下，物體所有電子的速度降低，價電子在固定平面上執行並達到臨界溫度;

2、化合價和電子運算率越來越低，核外電子習慣於常溫下電子的快速運轉;

3.價和電子執行緩慢，導致原子暫時缺乏價電子的現象，核心在出售前占用了相鄰核心的價電子，相鄰核心占用了它，並且所有核心在某個方向上都分配給了鄰居，從而形成了外部電子共性， 原子核的外電子共性狀態是物質的超導狀態;

4.原子核的外層電子處於共同狀態的物體是超導體，最終形成低溫超導現象。

超導材料的主要應用有：

1、立中從青所用材料的超導性可用於製造磁鐵，可用於電機、高能粒子加速器、磁懸浮輸送、受控熱核反應、儲能等; 可製作電力電纜用於大容量電力傳輸（功率可達10000MVA）; 可以製造通訊電纜和天線，其效能優於常規材料。

2.材料的完全抗磁性可用於製造無摩擦陀螺儀和軸承。

3、約瑟夫森效應可用於製造一系列精密測量儀器、輻射探測器、微波發生器、邏輯元件等。 使用約瑟夫森作為計算機的邏輯和儲存器元件，它可以比高效能積體電路快 10-20 倍，並且僅消耗四分之一的功率。

金屬導體溫度越高，電阻越大，溫度越低，電阻越低。

超導性：當溫度降低到一定水平時，某些材料的電阻就會消失。

電阻溫度換算公式：r2=r1*（t+t2）（t+t1）r2=x（235+（40））235+20）=計算值80A t1---繞組溫度t---電阻溫度常數（銅線為235，鋁線為225）t2---轉換溫度（75°C或15°C）r1---測得的電阻值r2---換算電阻值。

當溫度變化範圍不大時，純金屬的電阻率隨溫度線性增加，即=0（1+t），其中0分別為t和0的電阻率，稱為電阻溫度係數。 最有金屬感。

由於線性膨脹比金屬的線性膨脹大得多（溫度公升高1，金屬的長度只膨脹約當考慮金屬電阻隨溫度的變化時，其長度l和截面積s可以略有變化，因此r = r0（1+ t），方程之和分別是金屬導體在t和0處的電阻。

類別： 教育， 科學， >> 科學與技術.

問題描述：超導材料是在極低溫度下電阻突然消失的現象，那麼問題1、超導材料是必須在規定的超導溫度下超導，還是只要達到超導溫度就超導再回到室溫才能超導？

分析：還是先放下書包：

超導技術及其應用

1911年，荷蘭科學家安尼斯用液氦冷卻汞，當溫度下降到，他發現汞的電阻完全消失，這種現象稱為超導平衡。 1933年，邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學家發現，如果超導體在磁場中冷卻，磁感應線會從超導體中放電，不能在材料電阻消失的同時穿過超導體，這種現象稱為抗磁性。

超導性和抗磁性是超導體的兩個重要特性。 超導體電阻為零的溫度稱為超導臨界溫度。 經過團慶科學家幾十年的努力，超導材料的磁電勢壘已經跨越，下乙個障礙就是突破溫度勢壘，即尋找高溫超導材料。

超導性是發生在一定溫度（超導臨界溫度）以下的現象，如果溫度上公升到這個溫度以上，它就不起作用了，如果恢復到坍塌前的室溫，那麼那麼多科學家就不用做那麼多功夫了。 現在低溫技術達到奈米開度並不難，有這樣的冰箱就夠了，需要的材料都運到這裡來冷凍超導，磁懸浮、超遠距離輸電不簡單嗎？

當某些物體的溫度下降到一定溫度時，電阻突然接近於零。

超導性是由電子與晶格振動相互作用產生的。 他們都認為，金屬中的電子被晶格中的正離子包圍，正離子被電子吸引，影響正離子的振動，吸引其他電子形成超導電流。 然後，美國伊利諾大學的Bardeen、Cooper和Sriver提出了超導電元理論，他們認為：

在超導金屬中，電子被晶格波相互吸引形成電子對，無數的電子對相互重疊，經常互換物體形成乙個整體，電子對作為乙個整體的流動產生超導電流。 由於拆解電子對需要一定的能量，因此超導體中的基態和激發態之間存在能量差，即能隙。 這一重要理論預言了電子對能隙的存在，並成功地解釋了超導現象，被科學界稱為“巴克斯理論”。

這一理論的提出標誌著超導理論的正式確立，使超導研究進入了乙個新的階段。

金屬之所以導電，是因為金屬中含有自由電子，既然含有自由電子，為什麼會有電阻，這說明金屬中自由電子的“自由度”是相對的，而不是絕對的，這些自由電子仍然受到原子核和其他電子的限制。 在電壓的作用下，電子只能沿S線移動。

當物質進入超導態時，由於溫度非常低，原子核外圍繞原子核的運動速度非常緩慢，電子圍繞原子核運動產生的磁場非常微弱，那麼原子核產生的磁場和電子圍繞原子核運動產生的磁場在原子核的邊緣相互抵消原子，幾乎為零，電子在零磁場中的運動不會受到洛倫茲力的影響，因此電阻為零。而相鄰原子之間由於電子在原子核周圍的運動而產生的磁吸引力消失，在原子核產生的磁場的作用下，相鄰原子中的電子轉化為圍繞原子核的同向運動，使最外層的電子很容易從乙個原子移動到另乙個原子。

在原子核之間圍繞原子核運動產生的磁吸引力喪失的情況下，原子之間的力變得非常小，使原子容易旋轉，原子核的磁極在同一方向上對齊。 在原子核極方向相同的情況下，電子圍繞原子核的運動方向變得相同，電子不需要改變從乙個原子到另乙個原子的運動方向，電子沿直線運動，並且在零磁場中移動， 所以沒有阻力，因此沒有阻力。

簡單地說，低溫使混沌原子或原子核對齊，使它們降低對自由電子運動的阻力，即電阻，使電阻為零。

高溫超導體是一組具有一般結構特徵和相對適度間距的氧化銅面的超導材料。 它們也被稱為氧化銅超導體。 高溫超導體並不像大多數人想象的那樣是幾百或幾千級的高溫，而是比超導所需的超低溫高得多，但也有零下幾百攝氏度以上的。

在人類研究的超導性中，溫度要高得多，因此被稱為高溫超導體。 謝謝。

不是所有的金屬都能在低溫下超導，特殊金屬只能在低溫下超導，不同的金屬在不同溫度下都能達到超導態。

關於超導性發生的原因有很多理論，例如倫敦方程和皮帕德理論，它描述了超導電流和弱磁場之間的關係。 還有GL（Ginzburg-Landau）理論，它描述了超導電流和強磁場之間的關係，以及BCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）理論，它從微觀機制解釋了第一類超導體。

簡單地說，它是完全抗磁性的，完全導電的。