超導體摩擦係數是否為零?為什麼?

時間 2021-05-31 03:27:36

1樓:

哈哈哈哈哈哈哈哈哈如果超導體超導態的時候表面摩擦係數是零,那超導磁懸浮列車幹嘛要加磁場。。。

對不起沒有回答題主想問的point。不過貌似 @Cera 說的很有道理

2樓:雷奕安

問題有歧義,按兩種理解回答如下:

如果原題目問的是,超導體中電子運動的摩擦係數是否為零?那麼這個問題可以用超導理論中的庫珀對理論解釋。也就是自旋不同的兩個電子之間,其實是有吸引力的,但是這個吸引力對比它們之間的庫侖斥力來說太小了。

在金屬中,由於離子的存在,整體是電中性的,電子之間的整體庫侖斥力被中和掉了絕大部分,因此就有可能成為一對了。但是在一般情況下,它們還是不能夠成為一對,因為會被熱運動拆散。但如果溫度低到一定程度,也就是絕對溫度十度左右,熱運動變得很小了,就會存在大量的這種電子對。

這種電子對在金屬晶格之間的移動很自由,不會與金屬晶格碰撞損失能量,也就是說沒有摩擦,沒有電阻,或者說變成了超導體。

我想原題目問的應該是,超導磁懸浮這種情況為什麼沒有摩擦?因為在金屬導體內,我們不用摩擦這種概念,只用碰撞,或者說與晶格的相互作用。

超導磁懸浮沒有摩擦,是因為它們表面不接觸。摩擦是一種短程力,必須相互接觸才有。超導由於形成的磁場與對面的磁場相反,互相排斥,從而形成懸浮。

這種懸浮是穩定的,磁場的任何變化,比如超導體的移動或扭轉,都會導致超導體內部產生對應的反向磁場(楞次定理),抗拒這一變化。由於超導體沒有電阻,或者說非常非常小,產生的反向磁場就跟磁場變化引起的一樣大。換句話說,你用多少力去破壞它的懸浮穩定狀態,超導體內就會產生一模一樣大的力來對抗你的破壞,除非超過它的極限。

所以懸浮是穩定的,如果剛開始沒有接觸,以後也不會有接觸,就沒有摩擦力。

實際情況要稍微複雜一些,但是原理是這樣的。

3樓:大盒神經病

其實我也沒太看明白 @Cera 的答案,大腿要是能補充一下相關文獻就好啦( )

目前我能搜到的文獻,比較有代表性的是這篇2023年來自NEU Jacqueline Krim組的Superconductivity-Dependent Sliding Friction

文中測量了逐漸降溫至超導態的鉛在固態氮表面拖動的摩擦力變化,看起來是接近相變點前有一次小降,相變的時候降到接近零但不為零。

不知道摩擦學近年的發展是怎樣的,反正我沒找到很好的解釋……同坐等大牛……

4樓:焦圈

超導體摩擦係數肯定不為零,液氮下的YBCO就可證實,超導體只是庫珀對沒有電阻,表面的摩擦力還是存在的。而超流體應該是沒有摩擦力的,比如He的超流,系統處在玻色-愛因斯坦凝聚態,所有粒子處在完全相同的狀態,沒有摩擦係數和粘滯力。

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