Номер 2, страница 165 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

Решение

В соответствии с заданием, подготовлено сообщение по одному из ключевых слов, которое могло бы встретиться в параграфе учебника физики по теме "Электрический ток в различных средах". В качестве ключевого слова (словосочетания) выбрана "Сверхпроводимость".

Сообщение на тему: "Сверхпроводимость"

Введение

Сверхпроводимость — это уникальное физическое явление, наблюдаемое у некоторых материалов при их охлаждении до очень низких температур. Оно заключается в скачкообразном падении электрического сопротивления до нуля. Материалы, способные переходить в такое состояние, называются сверхпроводниками. Это явление открывает захватывающие перспективы для науки и техники, от передачи энергии без потерь до создания сверхмощных магнитов.

История открытия

Явление сверхпроводимости было открыто в 1911 году голландским физиком Хейке Камерлинг-Оннесом в Лейденской лаборатории. Исследуя свойства ртути при сверхнизких температурах, достижимых благодаря сжижению гелия, он обнаружил, что при температуре около $4.2$ K ($-269$ °C) электрическое сопротивление образца ртути полностью исчезало. За свои исследования в области низких температур, которые привели к производству жидкого гелия, Камерлинг-Оннес был удостоен Нобелевской премии по физике в 1913 году.

Основные свойства сверхпроводников

Сверхпроводящее состояние характеризуется двумя фундаментальными свойствами:

• Нулевое электрическое сопротивление. Ниже определённой температуры, называемой критической температурой ($T_c$), сопротивление материала становится равным нулю. Это означает, что электрический ток, однажды запущенный в замкнутом сверхпроводящем контуре, может протекать в нём неограниченно долго без затухания и без выделения тепла.
• Эффект Мейснера. Сверхпроводник не просто идеальный проводник, он также выталкивает из своего объёма внешнее магнитное поле. Если охладить материал ниже $T_c$ в присутствии несильного магнитного поля, оно будет полностью вытеснено наружу. Внутри сверхпроводника магнитная индукция $B=0$. Это свойство и обуславливает возможность магнитной левитации.

Критические параметры

Переход в сверхпроводящее состояние и его сохранение возможны только при соблюдении определённых условий. Существование сверхпроводимости ограничено тремя критическими параметрами:

• Критическая температура ($T_c$). Для каждого сверхпроводника существует своя максимальная температура, выше которой он находится в "нормальном", резистивном состоянии.
• Критическое магнитное поле ($B_c$). Сверхпроводимость разрушается, если материал поместить в достаточно сильное внешнее магнитное поле, превышающее критическое значение.
• Критическая плотность тока ($J_c$). Сверхпроводимость также исчезает, если плотность протекающего по проводнику тока превышает некоторое критическое значение.

Типы сверхпроводников

По поведению в магнитном поле сверхпроводники делят на два типа:

• Сверхпроводники I рода. Это, как правило, чистые металлы (например, свинец, ртуть, алюминий). Они полностью проявляют эффект Мейснера до достижения критического поля $B_c$, после чего скачком переходят в нормальное состояние. Их практическое применение ограничено из-за низких значений критических полей.
• Сверхпроводники II рода. Это в основном сплавы и керамические соединения (например, ниобий-титан NbTi, или высокотемпературные керамики YBCO). Они имеют два критических поля: $B_{c1}$ и $B_{c2}$. В диапазоне полей между $B_{c1}$ и $B_{c2}$ магнитное поле частично проникает в материал в виде отдельных нитей (вихрей Абрикосова), но сопротивление при этом остаётся нулевым. Значение $B_{c2}$ может быть очень большим, что делает эти материалы незаменимыми для создания сильных магнитных полей.

Применение сверхпроводимости

Благодаря своим уникальным свойствам сверхпроводники находят применение в самых передовых областях науки и техники:

• Медицина: Сверхпроводящие магниты являются ключевым элементом аппаратов магнитно-резонансной томографии (МРТ), позволяющих получать детальные изображения внутренних органов человека.
• Научные исследования: Мощнейшие магниты для ускорителей заряженных частиц, таких как Большой адронный коллайдер (БАК), и для установок управляемого термоядерного синтеза (токамаков) создаются на основе сверхпроводников.
• Транспорт: Технология магнитной левитации (Маглев), использующая сверхпроводящие магниты для поднятия и движения поездов без трения о рельсы, позволяет развивать огромные скорости.
• Электроника: СКВИДы (сверхпроводящие квантовые интерферометры) — сверхчувствительные датчики магнитных полей, используемые в медицине (для магнитоэнцефалографии) и геологоразведке.
• Энергетика: В перспективе сверхпроводники могут использоваться для создания линий электропередачи без потерь, а также для эффективных генераторов и накопителей энергии.

Заключение

Сверхпроводимость — одно из самых ярких проявлений квантовой механики на макроскопическом уровне. Несмотря на то, что с момента открытия прошло более ста лет, это явление продолжает удивлять ученых и инженеров. Поиск новых материалов, обладающих сверхпроводимостью при всё более высоких температурах (в идеале — при комнатной), является одной из самых актуальных задач современной физики. Решение этой задачи обещает настоящую технологическую революцию во многих сферах человеческой деятельности.

Ответ:

Информационный продукт в виде сообщения на тему "Сверхпроводимость" подготовлен в соответствии с условиями задачи.