តើភាពធន់នៃលោហៈប្រែប្រួលយ៉ាងដូចម្តេចជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។ ច្បាប់ Joule-Lenz នៅក្នុងទ្រឹស្តីអេឡិចត្រុងបុរាណ
ភាពធន់ ហើយហេតុដូច្នេះហើយ ភាពធន់នៃលោហធាតុ អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព កើនឡើងជាមួយនឹងការលូតលាស់របស់វា។ ភាពអាស្រ័យសីតុណ្ហភាពនៃធន់ទ្រាំនឹងចំហាយត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថា
- អាំងតង់ស៊ីតេនៃការខ្ចាត់ខ្ចាយ (ចំនួននៃការប៉ះទង្គិចគ្នា) នៃបន្ទុកកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព;
- ការផ្តោតអារម្មណ៍របស់ពួកគេផ្លាស់ប្តូរនៅពេលដែល conductor ត្រូវបានកំដៅ។
បទពិសោធន៍បង្ហាញថានៅសីតុណ្ហភាពមិនខ្ពស់ពេក និងមិនទាបពេក ភាពអាស្រ័យនៃធន់ និងធន់នឹងចំហាយនៅលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានបង្ហាញដោយរូបមន្ត៖
\(~\rho_t = \rho_0 (1 + \alpha t) ,\) \(~R_t = R_0 (1 + \alpha t) ,\)
កន្លែងណា ρ 0 , ρ t - ភាពធន់ជាក់លាក់នៃសារធាតុ conductor រៀងគ្នានៅ 0 ° C និង t°C; រ 0 , រ t - ធន់ទ្រាំនឹងចំហាយនៅ 0 °Сនិង t°С, α - មេគុណសីតុណ្ហភាពនៃធន់ទ្រាំ: វាស់នៅក្នុង SI ក្នុង Kelvin ទៅដកអំណាចដំបូង (K -1) ។ សម្រាប់ចំហាយលោហធាតុ រូបមន្តទាំងនេះអាចអនុវត្តបានចាប់ពីសីតុណ្ហភាព 140 K និងខ្ពស់ជាងនេះ។
មេគុណសីតុណ្ហភាពភាពធន់នៃសារធាតុកំណត់លក្ខណៈអាស្រ័យនៃការផ្លាស់ប្តូរធន់ទ្រាំកំឡុងពេលកំដៅលើប្រភេទសារធាតុ។ វាជាលេខស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរដែលទាក់ទងនៅក្នុងធន់ទ្រាំ (ធន់ទ្រាំ) នៃចំហាយនៅពេលដែលកំដៅដោយ 1 K ។
\(~\mathcal h \alpha \mathcal i = \frac(1 \cdot \Delta \rho)(\rho \Delta T) ,\)
ដែល \(~\mathcal h \alpha \mathcal i\) គឺជាតម្លៃមធ្យមនៃមេគុណសីតុណ្ហភាពនៃការតស៊ូក្នុងចន្លោះពេលΔ Τ .
សម្រាប់ខ្សែលោហៈទាំងអស់។ α > 0 និងផ្លាស់ប្តូរបន្តិចជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាព។ សម្រាប់លោហៈសុទ្ធ α \u003d 1/273 K -1 ។ នៅក្នុងលោហធាតុ កំហាប់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនឥតគិតថ្លៃ (អេឡិចត្រុង) ន= const និងកើនឡើង ρ កើតឡើងដោយសារតែការកើនឡើងនៃអាំងតង់ស៊ីតេនៃការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃអេឡិចត្រុងសេរីនៅលើអ៊ីយ៉ុងនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់។
សម្រាប់ដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីត α < 0, например, для 10%-ного раствора поваренной соли α \u003d -0.02 K -1 ។ ភាពធន់នៃអេឡិចត្រូលីតមានការថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព ដោយហេតុថាការកើនឡើងនៃចំនួនអ៊ីយ៉ុងសេរីដោយសារការបែកគ្នានៃម៉ូលេគុលលើសពីការកើនឡើងនៃការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃអ៊ីយ៉ុងកំឡុងពេលប៉ះទង្គិចជាមួយម៉ូលេគុលសារធាតុរំលាយ។
រូបមន្តភាពអាស្រ័យ ρ និង រនៅលើសីតុណ្ហភាពសម្រាប់អេឡិចត្រូលីតគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងរូបមន្តខាងលើសម្រាប់ចំហាយដែក។ វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាការពឹងផ្អែកលីនេអ៊ែរនេះត្រូវបានរក្សាទុកតែនៅក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពតូចមួយដែលក្នុងនោះ α = const ។ នៅចន្លោះពេលដ៏ធំនៃការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព ភាពអាស្រ័យនៃភាពធន់ទ្រាំនៃអេឡិចត្រូលីតលើសីតុណ្ហភាពក្លាយជាមិនមែនលីនេអ៊ែរ។
តាមក្រាហ្វិច ការពឹងផ្អែកនៃភាពធន់នៃចំហាយដែក និងអេឡិចត្រូលីតលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1, a, ខ។
នៅសីតុណ្ហភាពទាបខ្លាំង ជិតសូន្យដាច់ខាត (-273 °C) ភាពធន់នៃលោហធាតុជាច្រើនធ្លាក់ចុះភ្លាមៗដល់សូន្យ។ បាតុភូតនេះត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះ superconductivity. លោហៈធាតុចូលទៅក្នុងស្ថានភាពអនុភាព។
ការពឹងផ្អែកនៃភាពធន់ទ្រាំនៃលោហៈនៅលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានប្រើនៅក្នុងទែម៉ូម៉ែត្រធន់ទ្រាំ។ ជាធម្មតា ខ្សែផ្លាទីនត្រូវបានគេយកធ្វើជាតួទែរម៉ូម៉ែត្រនៃទែម៉ូម៉ែត្រ ភាពអាស្រ័យនៃធន់ទ្រាំនឹងសីតុណ្ហភាពត្រូវបានសិក្សាគ្រប់គ្រាន់។
ការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពត្រូវបានវិនិច្ឆ័យដោយការផ្លាស់ប្តូរធន់ទ្រាំនឹងខ្សែដែលអាចវាស់បាន។ ទែម៉ូម៉ែត្របែបនេះអាចវាស់សីតុណ្ហភាពទាប និងខ្ពស់ខ្លាំង នៅពេលដែលទែម៉ូម៉ែត្ររាវធម្មតាមិនសមស្រប។
អក្សរសាស្ត្រ
Aksenovich L.A. រូបវិទ្យានៅវិទ្យាល័យ៖ ទ្រឹស្តី។ ភារកិច្ច។ តេស្តៈ Proc ។ ប្រាក់ឧបត្ថម្ភសម្រាប់ស្ថាប័នផ្តល់សេវាទូទៅ។ បរិស្ថាន ការអប់រំ / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; អេដ។ K.S. Farino ។ - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 256-257 ។
ការពឹងផ្អែកនៃភាពធន់ទ្រាំនៃលោហៈនៅលើសីតុណ្ហភាព។ អនុភាព។ ច្បាប់ Wiedemann-Franz
ភាពធន់គឺអាស្រ័យមិនត្រឹមតែទៅលើប្រភេទនៃសារធាតុប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏អាស្រ័យលើស្ថានភាពរបស់វាផងដែរ ជាពិសេសទៅលើសីតុណ្ហភាព។ ការពឹងផ្អែកនៃភាពធន់ទ្រាំលើសីតុណ្ហភាពអាចត្រូវបានកំណត់ដោយការកំណត់មេគុណសីតុណ្ហភាពនៃភាពធន់នៃសារធាតុដែលបានផ្តល់ឱ្យ:
វាផ្តល់នូវការកើនឡើងនៃភាពធន់ទ្រាំជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពមួយដឺក្រេ។
|
ρ=ρ 0 (1+αt) (14.12)
ដែល ρ 0 គឺជាភាពធន់នៅ 0ºС, ρ គឺជាតម្លៃរបស់វានៅសីតុណ្ហភាពtºС។
មេគុណសីតុណ្ហភាពនៃភាពធន់ទ្រាំអាចមានទាំងវិជ្ជមានឬអវិជ្ជមាន។ សម្រាប់លោហធាតុទាំងអស់ ភាពធន់នឹងកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព ហើយដូច្នេះសម្រាប់លោហធាតុ
α> 0 ។ ចំពោះអេឡិចត្រូលីតទាំងអស់មិនដូចលោហៈទេ ភាពធន់នឹងថយចុះនៅពេលឡើងកំដៅ។ ភាពធន់នៃក្រាហ្វិចក៏ថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។ សម្រាប់សារធាតុបែបនេះα<0.
ដោយផ្អែកលើទ្រឹស្ដីអេឡិចត្រូនិចនៃចរន្តអគ្គិសនីនៃលោហធាតុ វាអាចពន្យល់ពីភាពអាស្រ័យនៃធន់ទ្រាំនឹង conductor លើសីតុណ្ហភាព។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ភាពធន់របស់វាកើនឡើង ហើយចរន្តអគ្គិសនីរបស់វាថយចុះ។ ការវិភាគកន្សោម (14.7) យើងឃើញថាចរន្តអគ្គីសនីគឺសមាមាត្រទៅនឹងកំហាប់នៃចរន្តអេឡិចត្រុងនិងផ្លូវទំនេរមធ្យម។ <ℓ>
, i.e. កាន់តែច្រើន <ℓ>
ការជ្រៀតជ្រែកតិចសម្រាប់ចលនាដែលបានបញ្ជារបស់អេឡិចត្រុងគឺជាការប៉ះទង្គិច។ ចរន្តអគ្គិសនីគឺសមាមាត្របញ្ច្រាសទៅនឹងល្បឿនកំដៅមធ្យម <υ τ >
. ល្បឿនកំដៅកើនឡើងតាមសមាមាត្រជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព ដែលនាំឱ្យមានការថយចុះនៃចរន្តអគ្គិសនី និងការកើនឡើងនៃភាពធន់របស់ conductors ។ ការវិភាគរូបមន្ត (14.7) លើសពីនេះ មួយអាចពន្យល់ពីភាពអាស្រ័យនៃ γ និង ρ លើប្រភេទនៃ conductor ។
នៅសីតុណ្ហភាពទាបបំផុតនៃលំដាប់នៃ 1-8ºK ភាពធន់នៃសារធាតុមួយចំនួនធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំងដោយរាប់ពាន់លានដងហើយអនុវត្តបានស្មើសូន្យ។
បាតុភូតនេះ ត្រូវបានរកឃើញដំបូងដោយរូបវិទូជនជាតិហូឡង់ G. Kamerling-Onnes ក្នុងឆ្នាំ 1911 ត្រូវបានគេហៅថា superconductivity . នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ superconductivity ត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ធាតុសុទ្ធមួយចំនួន (សំណ, សំណប៉ាហាំង, ស័ង្កសី, បារត, អាលុយមីញ៉ូម។ នៅលើរូបភព។ 14.3 តាមគ្រោងការណ៍បង្ហាញពីភាពអាស្រ័យនៃភាពធន់ទ្រាំរបស់ superconductors លើសីតុណ្ហភាព។
ទ្រឹស្តីនៃ superconductivity ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងឆ្នាំ 1958 ដោយ N.N. Bogolyubov ។ យោងតាមទ្រឹស្ដីនេះ superconductivity គឺជាចលនារបស់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ដោយមិនមានការប៉ះទង្គិចគ្នា និងជាមួយអាតូមបន្ទះឈើ។ អេឡិចត្រុង conduction ទាំងអស់ផ្លាស់ទីជាលំហូរមួយនៃវត្ថុរាវដ៏ល្អដែលមើលមិនឃើញ ដោយមិនមានអន្តរកម្មជាមួយគ្នា និងជាមួយបន្ទះឈើ ពោលគឺឧ។ ដោយមិនជួបប្រទះការកកិត។ ដូច្នេះភាពធន់នៃ superconductors គឺសូន្យ។ ដែនម៉ាញេទិចដ៏ខ្លាំង ជ្រាបចូលទៅក្នុង superconductor ផ្លាតអេឡិចត្រុង ហើយបំបែក "លំហូរ laminar" នៃលំហូរអេឡិចត្រុង បណ្តាលឱ្យអេឡិចត្រុងប៉ះទង្គិចជាមួយបន្ទះឈើ ពោលគឺឧ។ ការតស៊ូកើតឡើង។
នៅក្នុងស្ថានភាព superconducting, quanta ថាមពលត្រូវបានផ្លាស់ប្តូររវាងអេឡិចត្រុងដែលនាំឱ្យមានការបង្កើតនៃកម្លាំងទាក់ទាញរវាងអេឡិចត្រុងដែលធំជាង Coulomb repulsive force ។ ក្នុងករណីនេះគូនៃអេឡិចត្រុង (គូ Cooper) ត្រូវបានបង្កើតឡើងជាមួយនឹងពេលវេលាម៉ាញេទិក និងមេកានិកដែលផ្តល់សំណងទៅវិញទៅមក។ គូអេឡិចត្រុងបែបនេះផ្លាស់ទីក្នុងបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ដោយគ្មានភាពធន់។
កម្មវិធីអនុវត្តជាក់ស្តែងដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៃ superconductivity គឺការប្រើប្រាស់របស់វានៅក្នុងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចជាមួយនឹងរបុំ superconducting ។ ប្រសិនបើគ្មានវាលម៉ាញេទិកសំខាន់ដែលបំផ្លាញ superconductivity ទេនោះ ដោយមានជំនួយពីម៉ាញេទិចបែបនេះ វាអាចទទួលបានដែនម៉ាញេទិករាប់សិបលាន amperes ក្នុងមួយសង់ទីម៉ែត្រ។ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការទទួលបានវាលថេរដ៏ធំបែបនេះជាមួយនឹងមេដែកអគ្គិសនីធម្មតា ព្រោះវាត្រូវការថាមពលដ៏ធំសម្បើម ហើយវាពិតជាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការដកកំដៅដែលបានបង្កើតនៅពេលដែលខ្យល់បក់ស្រូបយកថាមពលដ៏ធំបែបនេះ។ នៅក្នុងមេដែកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចទំនើប ការប្រើប្រាស់ថាមពលនៃប្រភពបច្ចុប្បន្នគឺមានការធ្វេសប្រហែស ហើយការប្រើប្រាស់ថាមពលសម្រាប់ការធ្វើឱ្យត្រជាក់ខ្យល់ទៅសីតុណ្ហភាពអេលីយ៉ូម (4.2ºK) គឺបួនលំដាប់នៃរ៉ិចទ័រទាបជាងនៅក្នុងមេដែកអគ្គិសនីធម្មតាដែលបង្កើតវាលដូចគ្នា។ Superconductivity ក៏ត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតប្រព័ន្ធចងចាំសម្រាប់ម៉ាស៊ីនគណិតវិទ្យាអេឡិចត្រូនិច (ធាតុអង្គចងចាំគ្រីយ៉ូតរ៉ុន)។
នៅឆ្នាំ 1853 Wiedemann និង Franz បានធ្វើការពិសោធន៍បង្កើតវា។ ថាសមាមាត្រនៃចរន្តកំដៅ λ ទៅនឹងចរន្តអគ្គិសនី γ គឺដូចគ្នាសម្រាប់លោហធាតុទាំងអស់នៅសីតុណ្ហភាពដូចគ្នា និងសមាមាត្រទៅនឹងសីតុណ្ហភាពនៃទែរម៉ូឌីណាមិករបស់វា។
នេះបង្ហាញថាចរន្តកំដៅនៅក្នុងលោហធាតុ ក៏ដូចជាចរន្តអគ្គិសនីគឺដោយសារតែចលនានៃអេឡិចត្រុងសេរី។ យើងនឹងសន្មត់ថាអេឡិចត្រុងគឺស្រដៀងទៅនឹងឧស្ម័នម៉ូណូតូមិច ចរន្តកំដៅដែលយោងទៅតាមទ្រឹស្តី kinetic នៃឧស្ម័នគឺស្មើនឹង
>> រូបវិទ្យា៖ អាស្រ័យលើភាពធន់របស់ចំហាយលើសីតុណ្ហភាព
សារធាតុផ្សេងៗគ្នាមានភាពធន់ទ្រាំខុសៗគ្នា (សូមមើល§ 104) ។ តើភាពធន់អាស្រ័យលើស្ថានភាពរបស់ conductor ដែរឬទេ? ពីសីតុណ្ហភាពរបស់គាត់? ចម្លើយត្រូវតែមកពីបទពិសោធន៍។
ប្រសិនបើអ្នកឆ្លងចរន្តពីថ្មតាមរយៈរបុំដែក ហើយបន្ទាប់មកចាប់ផ្តើមកំដៅវានៅក្នុងអណ្តាតភ្លើង នោះ ammeter នឹងបង្ហាញពីការថយចុះនៃកម្លាំងបច្ចុប្បន្ន។ នេះមានន័យថានៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពប្រែប្រួល ភាពធន់របស់ conductor ផ្លាស់ប្តូរ។
ប្រសិនបើនៅសីតុណ្ហភាព 0 ° C ភាពធន់នៃចំហាយគឺ R0និងនៅសីតុណ្ហភាព tវាស្មើនឹង របន្ទាប់មកការផ្លាស់ប្តូរដែលទាក់ទងគ្នានៅក្នុងភាពធន់ ដូចដែលបទពិសោធន៍បានបង្ហាញគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព t:
កត្តាសមាមាត្រ α
ហៅ មេគុណសីតុណ្ហភាពនៃភាពធន់ទ្រាំ. វាកំណត់លក្ខណៈនៃការពឹងផ្អែកនៃភាពធន់នៃសារធាតុលើសីតុណ្ហភាព។ មេគុណសីតុណ្ហភាពនៃធន់ទ្រាំគឺស្មើនឹងលេខធៀបនឹងការផ្លាស់ប្តូរដែលទាក់ទងនៃភាពធន់ទ្រាំរបស់ conductor នៅពេលដែលកំដៅដោយ 1 K ។ សម្រាប់ conductors ដែកទាំងអស់ មេគុណ α
> 0 និងផ្លាស់ប្តូរបន្តិចជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាព។ ប្រសិនបើចន្លោះពេលនៃការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពមានទំហំតូច នោះមេគុណសីតុណ្ហភាពអាចត្រូវបានគេចាត់ទុកថាថេរ និងស្មើនឹងតម្លៃមធ្យមរបស់វានៅលើជួរសីតុណ្ហភាពនេះ។ សម្រាប់លោហៈសុទ្ធ α ≈
1/273 K -1 . នៅ ដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីតភាពធន់មិនកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពទេប៉ុន្តែថយចុះ. សម្រាប់ពួកគេ។ α
< 0. Например, для 10%-ного раствора поваренной соли α ≈
-0.02 K -1 ។
នៅពេលដែលចំហាយត្រូវបានកំដៅវិមាត្រធរណីមាត្ររបស់វាផ្លាស់ប្តូរបន្តិច។ ភាពធន់របស់ conductor ផ្លាស់ប្តូរជាចម្បងដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង resistivity របស់វា។ អ្នកអាចរកឃើញភាពអាស្រ័យនៃធន់ទ្រាំនេះលើសីតុណ្ហភាព បើអ្នកជំនួសតម្លៃក្នុងរូបមន្ត (១៦.១) 
. ការគណនានាំឱ្យមានលទ្ធផលដូចខាងក្រោមៈ
ដោយសារតែ α
ផ្លាស់ប្តូរបន្តិចបន្តួចជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពរបស់ conductor បន្ទាប់មកយើងអាចសន្មត់ថា resistivity នៃ conductor អាស្រ័យលើលីនេអ៊ែរលើសីតុណ្ហភាព ( រូប ១៦.២).
ការកើនឡើងនៃភាពធន់ទ្រាំអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថាជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាពទំហំនៃលំយោលអ៊ីយ៉ុងនៅថ្នាំងនៃបន្ទះគ្រីស្តាល់កើនឡើងដូច្នេះអេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃប៉ះទង្គិចជាមួយពួកគេញឹកញាប់ជាងបាត់បង់ទិសដៅនៃចលនា។ ទោះបីជាមេគុណ α
វាតូចណាស់ដោយគិតគូរពីភាពអាស្រ័យនៃភាពធន់ទ្រាំលើសីតុណ្ហភាពនៅពេលគណនាឧបករណ៍កំដៅគឺចាំបាច់ណាស់។ ដូច្នេះភាពធន់នៃសរសៃតង់ស្តែននៃចង្កៀង incandescent កើនឡើងច្រើនជាង 10 ដងនៅពេលដែលចរន្តឆ្លងកាត់វា។
សម្រាប់យ៉ាន់ស្ព័រមួយចំនួនដូចជា លោហធាតុនៃទង់ដែង និងនីកែល (កុងតាន) មេគុណសីតុណ្ហភាពនៃភាពធន់ទ្រាំគឺតូចណាស់៖ α
≈ 10 -5 K -1 ; ភាពធន់នៃថេរគឺធំ៖ ρ
≈ 10 -6 Ohm m. យ៉ាន់ស្ព័របែបនេះត្រូវបានប្រើសម្រាប់ផលិតភាពធន់នឹងសេចក្តីយោង និងភាពធន់ទ្រាំបន្ថែមចំពោះឧបករណ៍វាស់ ពោលគឺក្នុងករណីដែលវាតម្រូវឱ្យធន់ទ្រាំមិនផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាមួយនឹងការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាព។
ការពឹងផ្អែកនៃភាពធន់នៃលោហៈនៅលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានប្រើនៅក្នុង ទែម៉ូម៉ែត្រធន់ទ្រាំ. ជាធម្មតា ខ្សែផ្លាទីនត្រូវបានគេយកធ្វើជាធាតុសំខាន់នៃទែម៉ូម៉ែត្រ ភាពអាស្រ័យនៃធន់នឹងសីតុណ្ហភាពត្រូវបានគេស្គាល់យ៉ាងច្បាស់។ ការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពត្រូវបានវិនិច្ឆ័យដោយការផ្លាស់ប្តូរធន់ទ្រាំនឹងខ្សែដែលអាចវាស់បាន។
ទែម៉ូម៉ែត្របែបនេះអាចវាស់សីតុណ្ហភាពទាប និងខ្ពស់ខ្លាំង នៅពេលដែលទែម៉ូម៉ែត្ររាវធម្មតាមិនសមស្រប។
ភាពធន់នៃលោហៈកើនឡើងតាមលីនេអ៊ែរជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។ នៅក្នុងដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីតវាថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។
???
1. តើនៅពេលណាដែលអំពូលភ្លើងប្រើប្រាស់ថាមពលច្រើនជាង៖ ភ្លាមៗបន្ទាប់ពីបើកវា ឬបន្ទាប់ពីពីរបីនាទី?
2. ប្រសិនបើភាពធន់នៃចង្រ្កានអគ្គីសនីមិនផ្លាស់ប្តូរតាមសីតុណ្ហភាពទេ នោះប្រវែងរបស់វានៅថាមពលដែលបានវាយតម្លៃគួរតែធំជាង ឬតិចជាងនេះ?
G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, រូបវិទ្យាថ្នាក់ទី១០
ខ្លឹមសារមេរៀន សង្ខេបមេរៀនគាំទ្រការបង្ហាញមេរៀនស៊ុម វិធីសាស្រ្តបង្កើនល្បឿន បច្ចេកវិទ្យាអន្តរកម្ម អនុវត្ត ភារកិច្ច និងលំហាត់សិក្ខាសាលា វគ្គបណ្តុះបណ្តាល សំណុំរឿង ដំណើរស្វែងរកការពិភាក្សាកិច្ចការផ្ទះ សំណួរ វោហាសាស្ត្រ ពីសិស្ស រូបភាព អូឌីយ៉ូ ឈុតវីដេអូ និងពហុព័ត៌មានរូបថត ក្រាហ្វិករូបភាព តារាង គ្រោងការលេងសើច រឿងខ្លីៗ រឿងកំប្លែង រឿងប្រស្នារឿងកំប្លែង ការនិយាយ ល្បែងផ្គុំពាក្យឆ្លង សម្រង់ កម្មវិធីបន្ថែម អរូបីបន្ទះសៀគ្វីអត្ថបទសម្រាប់សន្លឹកបន្លំដែលចង់ដឹងចង់ឃើញ សៀវភៅសិក្សាមូលដ្ឋាន និងសទ្ទានុក្រមបន្ថែមនៃពាក្យផ្សេងទៀត។ ការកែលម្អសៀវភៅសិក្សា និងមេរៀនកែកំហុសក្នុងសៀវភៅសិក្សាការធ្វើបច្ចុប្បន្នភាពបំណែកនៅក្នុងសៀវភៅសិក្សា ធាតុនៃការបង្កើតថ្មីក្នុងមេរៀន ជំនួសចំណេះដឹងដែលលែងប្រើជាមួយរបស់ថ្មី សម្រាប់តែគ្រូបង្រៀនប៉ុណ្ណោះ។ មេរៀនល្អឥតខ្ចោះផែនការប្រតិទិនសម្រាប់ឆ្នាំ អនុសាសន៍វិធីសាស្រ្តនៃកម្មវិធីពិភាក្សា មេរៀនរួមបញ្ចូលគ្នាប្រសិនបើអ្នកមានការកែតម្រូវ ឬសំណូមពរសម្រាប់មេរៀននេះ
ភាពធន់នៃលោហធាតុគឺដោយសារតែអេឡិចត្រុងដែលផ្លាស់ទីក្នុង conductor ធ្វើអន្តរកម្មជាមួយអ៊ីយ៉ុងនៃបន្ទះគ្រីស្តាល់ ហើយបាត់បង់ផ្នែកមួយនៃថាមពលដែលពួកគេទទួលបាននៅក្នុងវាលអគ្គិសនី។
បទពិសោធន៍បង្ហាញថាភាពធន់នៃលោហៈអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព។ សារធាតុនីមួយៗអាចត្រូវបានកំណត់ដោយតម្លៃថេរសម្រាប់វា ហៅថា មេគុណសីតុណ្ហភាពនៃភាពធន់ទ្រាំα. មេគុណនេះគឺស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរដែលទាក់ទងនៅក្នុង resistivity នៃ conductor នៅពេលដែលវាត្រូវបានកំដៅដោយ 1 K: α =
ដែល ρ 0 គឺជាការទប់ទល់នៅសីតុណ្ហភាព T 0 = 273 K (0 ° C) ρ គឺជាការទប់ទល់នៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ T. ដូច្នេះការពឹងផ្អែកនៃធន់ទ្រាំនៃចំហាយដែកនៅលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានបង្ហាញជាមុខងារលីនេអ៊ែរ: ρ = ρ 0 (1+ αT) ។
ការពឹងផ្អែកនៃភាពធន់ទ្រាំលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានបង្ហាញដោយមុខងារដូចគ្នា:
R = R0 (1+αT) ។
មេគុណសីតុណ្ហភាពនៃភាពធន់នៃលោហធាតុសុទ្ធមានភាពខុសគ្នាតិចតួចពីគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយប្រហែលស្មើនឹង 0.004 K -1 ។ ការផ្លាស់ប្តូរនៃភាពធន់នៃ conductors ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពនាំឱ្យការពិតដែលថាលក្ខណៈនៃចរន្ត - វ៉ុលរបស់ពួកគេគឺមិនលីនេអ៊ែរ។ នេះគឺជាការកត់សម្គាល់ជាពិសេសនៅក្នុងករណីដែលសីតុណ្ហភាពនៃចំហាយផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងឧទាហរណ៍នៅពេលដែលចង្កៀង incandescent កំពុងដំណើរការ។ តួលេខបង្ហាញពីលក្ខណៈវ៉ុលរបស់វា - អំពែរ។ ដូចដែលអាចមើលឃើញពីតួលេខកម្លាំងបច្ចុប្បន្នក្នុងករណីនេះមិនសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងវ៉ុលទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយគេមិនគួរគិតថាការសន្និដ្ឋាននេះផ្ទុយនឹងច្បាប់របស់ Ohm ទេ។ ការពឹងផ្អែកដែលបានបង្កើតនៅក្នុងច្បាប់របស់ Ohm មានសុពលភាពតែប៉ុណ្ណោះ ជាមួយនឹងការតស៊ូថេរ។ការពឹងផ្អែកនៃភាពធន់ទ្រាំនៃចំហាយដែកនៅលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍វាស់ផ្សេងៗនិងស្វ័យប្រវត្តិ។ សំខាន់បំផុតនៃទាំងនេះគឺ ទែម៉ូម៉ែត្រធន់ទ្រាំ. ផ្នែកសំខាន់នៃទែម៉ូម៉ែត្រធន់ទ្រាំគឺខ្សែប្លាទីនដែលរុំលើស៊ុមសេរ៉ាមិច។ ខ្សែត្រូវបានដាក់ក្នុងបរិយាកាសដែលសីតុណ្ហភាពត្រូវបានកំណត់។ ដោយការវាស់ស្ទង់ភាពធន់នៃខ្សែនេះ និងដឹងពីភាពធន់របស់វានៅ t 0 \u003d 0 °С (i.e. R0),គណនាសីតុណ្ហភាពរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកដោយប្រើរូបមន្តចុងក្រោយ។
អនុភាព។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយរហូតដល់ចុងបញ្ចប់នៃសតវត្សទី XIX ។ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការពិនិត្យមើលថាតើភាពធន់នៃ conductors អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងតំបន់នៃសីតុណ្ហភាពទាបខ្លាំង។ មានតែនៅដើមសតវត្សទី XX ប៉ុណ្ណោះ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជនជាតិហូឡង់ G. Kamerling-Onnes បានគ្រប់គ្រងដើម្បីបង្វែរឧស្ម័ន condensed ដែលពិបាកបំផុតគឺ helium ទៅជាសភាពរាវ។ ចំណុចក្តៅនៃអេលីយ៉ូមរាវគឺ 4.2 K. នេះធ្វើឱ្យវាអាចវាស់ស្ទង់ភាពធន់នៃលោហធាតុសុទ្ធមួយចំនួននៅពេលដែលពួកគេត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពទាបបំផុត។
នៅឆ្នាំ 1911 ការងាររបស់ Kamerling-Onnes បានបញ្ចប់ដោយការរកឃើញដ៏សំខាន់មួយ។ ការស៊ើបអង្កេតលើភាពធន់នៃបារតក្នុងអំឡុងពេលត្រជាក់ថេរ គាត់បានរកឃើញថានៅសីតុណ្ហភាព 4.12 K ភាពធន់នៃបារតបានធ្លាក់ចុះភ្លាមៗដល់សូន្យ។ ក្រោយមក គាត់អាចសង្កេតមើលបាតុភូតដូចគ្នានេះនៅក្នុងលោហធាតុមួយចំនួនទៀត នៅពេលដែលពួកវាត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពជិតសូន្យដាច់ខាត។ បាតុភូតនៃការបាត់បង់ទាំងស្រុងនៃភាពធន់ទ្រាំអគ្គិសនីដោយលោហៈនៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយត្រូវបានគេហៅថា superconductivity ។
មិនមែនវត្ថុធាតុទាំងអស់អាចក្លាយជា superconductor នោះទេ ប៉ុន្តែចំនួនរបស់វាមានទំហំធំណាស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ពួកគេជាច្រើនត្រូវបានគេរកឃើញថាមានទ្រព្យសម្បត្តិដែលរារាំងការប្រើប្រាស់របស់ពួកគេយ៉ាងខ្លាំង។ វាបានប្រែក្លាយថាសម្រាប់លោហៈសុទ្ធភាគច្រើន ភាពធន់ខ្ពស់នឹងរលាយបាត់នៅពេលដែលពួកវាស្ថិតនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិចខ្លាំង។ ដូច្នេះនៅពេលដែលចរន្តដ៏សំខាន់មួយហូរកាត់ superconductor វាបង្កើតវាលម៉ាញេទិកជុំវិញខ្លួនវា ហើយ superconductivity នៅក្នុងវាបាត់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឧបសគ្គនេះបានក្លាយទៅជាអាចយកឈ្នះបាន៖ វាត្រូវបានគេរកឃើញថា យ៉ាន់ស្ព័រមួយចំនួន ឧទាហរណ៍ niobium និង zirconium, niobium និង titanium ជាដើម មានទ្រព្យសម្បត្តិក្នុងការរក្សានូវ superconductivity របស់ពួកគេនៅកម្លាំងបច្ចុប្បន្នខ្ពស់។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យការប្រើប្រាស់កាន់តែទូលំទូលាយនៃ superconductivity ។
ថាមពល kinetic នៃអាតូម និងអ៊ីយ៉ុងកើនឡើង ពួកគេចាប់ផ្តើមយោលកាន់តែខ្លាំងជុំវិញទីតាំងលំនឹង អេឡិចត្រុងមិនមានកន្លែងគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ចលនាដោយសេរីទេ។