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Warum schwebt ein Supraleiter?
Supraleiter haben die Eigenschaft, dass sie nicht mehr von einem äußeren Magnetfeld durchdrungen werden, sondern dieses Magnetfeld den Supraleiter umschließt (Meißner-Ochsenfeld-Effekt). Ist die Magnetfeldstärke groß genug, so schwebt ein Supraleiter über dem Magneten.
Haben Supraleiter ein Magnetfeld?
D.h., dass supraleitende Materialien einen elektrischen Strom ohne Widerstand leiten können. Supraleiter haben jedoch noch eine andere äußerst interessante Eigenschaft: Sie sind diamagnetisch. Ein Diamagnet kann ein magnetisches Feld verdrängen und es abschwächen.
Wie entstehen Supraleiter?
Bei Typ-I-Supraleitern wird die Supraleitung durch eine Paarbildung von Elektronen (Cooper-Paare) im Leiter erklärt. Bei der normalen elektrischen Leitung entsteht der elektrische Widerstand durch Wechselwirkungen der Elektronen mit Gitterfehlern des Kristallgitters und mit Gitterschwingungen.
Warum schwebt ein Magnet?
Diamagnetische Substanzen werden von magnetischen Polen abgestoßen – sowohl von Nord- als auch von Südpolen. Dadurch sieht für sie das Potentialfeld anders aus, das Earnshaw-Theorem gilt nicht, und es gibt stabile Gleichgewichtspositionen. So können etwa Graphitplatten über Permanentmagneten schweben.
Wie funktioniert Supraleiter?
Supraleitung beschreibt die praktisch widerstandsfrei Leitung von Strom in einigen Materialien bei tiefen Temperaturen. Unterhalb einer Sprungtemperatur verliert ein Supraleiter seinen elektrischen Widerstand.
Was versteht man unter der Sprungtemperatur?
Als Sprungtemperatur oder kritische Temperatur, TC, bezeichnet man die Temperatur unterhalb der ein System von quantenmechanischen Effekten dominiert wird. Insbesondere gelten in diesen Bereichen die bekannten quantenmechanischen Statistiken, die Bose-Einstein-Statistik und die Fermi-Dirac-Statistik.
Was kann schweben?
Ein Körper schwebt in einer bestimmten Tiefe bzw. Höhe, wenn die Gewichtskraft genauso groß wie die Auftriebskraft ist. Beispiel: Fisch in einer bestimmten Tiefe. Ein Körper steigt nach oben, wenn die Gewichtskraft kleiner als die Auftriebskraft ist.
Was ist ein magnetisches Feld in Supraleitern?
Ein magnetisches Feld wird in Supraleitern 1. Art bis auf eine dünne Schicht an der Oberfläche vollständig aus dem Inneren verdrängt. Das Magnetfeld nimmt an der Oberfläche des Supraleiters sehr rasch exponentiell ab; das charakteristische Maß von etwa 100 nm der Oberflächenschicht ist die so genannte (Londonsche) Eindringtiefe.
Wie stark wird ein Magnetfeld von außen verdrängt?
Magnetfelder werden durch den Aufbau entsprechender Abschirmströme an der Oberfläche verdrängt, die mit ihrem eigenen Magnetfeld das von außen eindringende Magnetfeld kompensieren. Ein nicht zu starkes Magnetfeld dringt nur etwa 100 nm weit in das Material ein; diese dünne Schicht trägt die Abschirm- und Leitungsströme.
Wie stark ist ein nicht zu starkes Magnetfeld?
Ein nicht zu starkes Magnetfeld dringt nur etwa 100 nm weit in das Material ein; diese dünne Schicht trägt die Abschirm- und Leitungsströme. Dieser „Meißner-Ochsenfeld-Effekt“ kann beispielsweise eine supraleitende Probe im Magnetfeld schweben lassen. Der Stromfluss durch den Supraleiter senkt die Sprungtemperatur.