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利用者:とっとん参考
脚注
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銅酸化物高温超伝導体銅酸化物高温超伝導体（どうさんかぶつこうおんちょうでんどうたい）とは、銅と酸素を含む化合物からできている超伝導体のことである。酸化物高温超伝導体と書かれることもある。イットリウム系超伝導体、ビスマス系超伝導体、タリウム系超伝導体、水銀系超伝導体超伝導体の４種類が現在発見されている。 ランタン系超伝導体ランタン系超伝導体（ランタンけいちょうでんどうたい）とは、ランタンとバリウムを主とする化合物の超伝導体のことである。最初に発見された高温超伝導体であり、銅酸化物高温超伝導体の時代を作った超伝導体である。化学式はLa1-xBaxCuO4である。
1986年にIBM研究所のベドノルツとミュラーによって発見された。La-Ba-Cu-Oからなる。30K級で転移する。後にバリウムをストロンチウムに置換することで40K級に上がった。翌年には90K級で転移するイットリウム系超伝導体が発見された。イットリウムをランタンで置換したLaBa2Cu3O7は90K級で転移するが、こちらはイットリウム系超伝導体に分類される。 磁石永久磁石（permanent magnet） 磁石はそれら自身の 磁場を生産する材料です。 磁石の極端な例は(1)の「困難である」か、「永久的な」磁石(冷蔵庫磁石のように)です(それらがどう磁化したか、そして、および(2)の「柔らかい」か、「一時的な」磁石(冷蔵庫ドアの材料のような)を覚えていて、それらの前の磁化に関するメモリを失います)。 「柔らかい」磁石は磁石に巻きつけられた電流を運ぶワイヤの磁場を高めること(しばしば数百か数千の要素で)に 電磁石にしばしば使用されます; 電流が増加すると、「柔らかい」磁石の分野もそうします。(磁石は電流のために分野よりはるかに大きいです)。 永久磁石はいくつかの 岩石、特に 天然磁石で自然に現れますが、それらは今、より一般的に製造されています。 磁場の面前で、永久的な磁気能率のない材料を引き付けるか(常磁性)、または退けることができます(反磁性体)。 液体酸素は常磁性です; 石墨は反磁性体です。 「柔らかい」磁石であり、どれが強く磁場に引き付けられて、あることができるかが同じくらい強く常磁性を考えました; 超伝導体であり、どれが磁場によって強く退けられて、あることができるかが同じくらい強く反磁性体を考えました。
磁気の物理的な起源
正常な件は陽子、中性子、および電子で構成されます、そして、これらすべて、には 量子の機械的な 回転の基本財産があります| 回転、または固有角運動量が関連磁気能率をこれらの粒子のそれぞれに与えます。(それは、磁場を生産します)。 各粒子に回転と平均した顕微鏡の問題がこれらの粒子の巨大な数を含んでいるという事実があるなら、すべての件が磁気であると予想されるでしょう。 反物質でさえ、磁気特性があるでしょう。 しかしながら、日常茶飯事は、多くの材料がそうしないのを示します。 各原子と分子の中では、それぞれのこれらの粒子の回転は パウリExclusion Principleの結果、非常に命令されます。 しかしながら、原子と分子の間には、これらの回転の長期の注文がありません。 長期の注文がなければ、他の粒子の磁気能率に従って粒子のそれぞれの磁気能率が取り消されるので、どんなネットの磁場もありません。 長距離秩序が存在しているので、永久磁石は特別です。 最大級の量のオーダーが 磁区の中に存在しています。 粒子の間と、そして、結果(大きなオーダー)としてこれらのドメインを強い補強している相互作用がある顕微鏡の近所にたとえることができます。 ドメインとドメインの間のオーダーの量が大きければ大きいほど、結果として起こる分野は、より大きいです。 磁化(そして、結果として起こる強いネットの磁場)に関する長距離秩序は 強磁性体を特徴付けます。
電子は磁場を発生させることにおける第一の役割を果たします。 原子の中では、電子は個別かどんな当然のことの中で 軌道の組で存在することができます。 それらが対にされるとき、その組の個人はいつも1つを回転させるのに正反対を持って、1つは下です。 回転には反対のオリエンテーションがあるという事実は、2がお互いを取り消すのを意味します。 すべての電子が対にされると、どんなネットの磁場も発生しないでしょう。 いくつかの原子の中に、非対にされる電子があります。 すべての磁石が電子を非対にしましたが、不対電子があるすべての原子が強磁性であるというわけではありません。 材料が強磁性になるように、存在している不対電子があるに違いないだけではなく、それらの不対電子が長い範囲にわたってお互いに対話しなければならないので、それらは同じ方向にすべて向けられます。 原子(原子の間の距離と同様に)の特定の 電子配置はこの長期の注文に通じることです。 同じオリエンテーションを共有するなら、電子は下側のエネルギー州に存在しています。
最も簡単なフォームでは、 電磁石は1つ以上の輪へ巻きつかれたワイヤです。 このコイルは ソレノイドとして知られています。 電流がコイルに沿って流れるとき、磁場はコイルの周りで発生します。 この分野のオリエンテーションは 正しい右手側で決定することができます。 分野の強さはいくつかの要素によって影響を及ぼされます。 輪の数は相互作用の 表面積を決定します、そして、電流の量は活動の量を測定します、そして、コアの中の材料は 電気抵抗を決定します。 ワイヤの輪で、よりすばらしいのが多ければ多いほど、分野は、現在であって、より強くなるでしょう。 ワイヤのコイルがセンターで空であるなら、それは、非常に弱い分野を発生させる傾向があるでしょう。 磁場(例えば、鉄釘)を拡大するという効果で異なった 強磁性か 常磁性商品をコアのセンターに置くことができます。 さらに、軟鉄は一般的にこのために使用されます。 これらのタイプの材料の添加は分野の1,000倍の増加への数100強さをもたらすことができます。 磁石の寸法と比べて、大きい距離では、観測された磁場は逆さの立方体法に従います。 これは、磁界の強さが逆に変化の磁石からの距離の3乗であることを意味します。 平坦な金属板に接触した電磁石の場合では、2つの表面ができるだけ平坦な状態で機械加工されるなら、力は二人を引き離すのに必要である中で最も大きくなるでしょう。 表面が、より平坦であり、間の、より多くの連絡先がそれらです、そして、磁場へのマグネティック・サーキットの 不本意は、よりわずかです。 電磁石への用途は 粒子加速器、電動機、廃品集積場クレーン、および 磁気共鳴映像法マシンを含んでいます。 いくつかのアプリケーションが簡単な磁気双極子より構成にかかわります; 例えば、 四極子磁石は、粒子ビームの焦点を合わせるのに使用されます。 十分な電流が電磁石のコイルを通り抜けるなら、ワイヤの隣接している輪の間の魅力的な磁力で、それ自身の磁場で電磁石をつぶすことができます。
永久磁石と双極子 すべての磁石には、少なくとも1つの北極(積極的であると思われる)と少なくとも1つの南極(否定的であると思われる)があります、そして、あらゆる磁石のネットのポールの強さはゼロです。 大きい磁場の領域での鉄粉濃縮、ポールが対象物でないところの上、または、それらの見かけの現実か、イメージによってページの上部に示されるか、磁石で。 それらは、むしろ磁石について説明するための役に立つ概念です。 むしろ、それは基本的なユニットであるので棒で支えるより基本的なユニットである磁気双極子です。 磁気双極子は、積極的なポールと極めて微細にそうである否定的ポールの組み合わせとしてお互いの近くで考えられて、不可分である場合があります。 これは磁性材料の中の電子の磁気双極子の悪い記述ではありません。 これらの多くの双極子(100万を言う)を並べて、並んでテールに向かった状態でそれらを置くことによって、私たちは、もう片方には北極が片端と南極にあるのがわかりますが、すべての中間的北の、そして、南のポールがお互いを相殺します。 ネットの効果は単に終わりにポールを持っているように見える非常に長い双極子です。 北の、そして、南の モノポールの可能性にかかわりながら、理論を開発してありますが、モノポールは全くまだ見つけられていません。
その結果、地球の現在の 地理的な北は実際に 磁気南です。 状況をさらに困惑させて、海底の磁化岩石が、地球の磁場が過去に それ自体を逆にしたのを示すので、命名のこのシステムはいつかこれから先不正確である傾向があります。 幸い、電磁石、電磁石の電流を関係づける 正しい右手側、およびそれが作成する磁場を使用することによって、地球の地球磁場の参照なしで磁石の分野のオリエンテーションを定義することができます。 磁石のポールにおいて、 積極的であって、 否定的に地理的で磁気の北の間の混乱と南のポール、用語を避けるのは時々使用されています。 陽極は地理的な北を求めるそれです。
磁石はおもちゃに多くの用途を持っています。 Mチックは工事のために金属球に接続された磁気ロッドを使用します。磁気録音メディア: 一般的な VHSテープは 磁気テープのリールを含んでいます。 ビデオと音を作る情報は磁気コーティングのときにテープでコード化されます。 また、一般的な オーディオ・カセットテープは磁気テープを当てにします。 同様に、コンピュータで、 フロッピーディスクと ハードディスクはデータを薄い磁気コーティングに記録します。 クレジット, 借り方、および 銀行のキャッシュカード: これらのカードのすべてが彼らの側の1つに磁気ストリップを持っています。 この片は個人の金融機関に連絡して、それらのアカウントに接続する必要事項を含んでいます。 一般的な テレビと コンピュータモニター: テレビとコンピュータ・スクリーンの大部分がイメージを発生させるように電磁石を一部当てにします--詳しい情報に関して ブラウン管に関する記事を見ます。 プラズマスクリーンと LCDsは異なった技術を完全に当てにします。 スピーカと マイクロホン: スピーカは実際に永久磁石と電磁石の組み合わせに依存します。 スピーカーは基本的に電力量(信号)を機械力(音)に変換する装置です。 電磁石は信号を運びます。(それは、永久磁石で発生する野原を押して、引く変化磁場を発生させます)。 この押すのと引くのは円錐を動かします。(それは、音を引き起こします)。 すべてのスピーカーがこの技術を当てにするというわけではありませんが、かなりの大部分は当てにするというわけではありません。 標準マイクロホンは同じ概念に基づいていますが、逆に立候補します。 マイクロホンで、円錐か膜をワイヤのコイルに付けます。 コイルは特に、形成された磁石の中に静止しています。 音が膜を振動させるとき、また、コイルは振動します。 コイルが磁場を通って動くのに従って、電圧はコイルの中に発生します( レンツの法を見てください)。 現在、ワイヤのこの電圧はオリジナルの音を代表している電気信号です。 重鉱物のための磁気手の分離符電動機と ジェネレータ: いくつかの電動機(スピーカのような多く)が、電磁石と永久磁石の組み合わせを当てにして、スピーカが非常に好きであり、それらは電力量を機械力に変換します。 ジェネレータは逆です: それは機械力を電力量に変換します。 変圧器: 変圧器は電力量を電気的に隔離されますが、磁力によってリンクされる2個の巻線の間に移す装置です。 チャック: チャックは、物を持つのに 金属加工分野で使用されます。 磁石でしっかりとこれらの物を持つことができるなら、 永久的であるか電磁のチャックは使用されるかもしれません。 また、磁石は他のタイプの固定具で使用されます、 磁気ベースや、 磁気留め金や 冷蔵庫磁石などのように。 魔法: すばらしい鉄の粒に関連して鉄の磁石と同様に自然に磁気の Lodestonesは 不運として知られている アフリカ系アメリカ人の人々の魔法の実践に使用されます(「磁気砂」と呼ばれます)。 石は象徴的に人々の名前にリンクされて、磁気砂で儀式上撒かれて、磁場を明らかにします。 ある石が必要なものを人に持って来るのに利用されるかもしれません; 1組の石は、2人の人をより近くにほれていた状態で集めるために操作されるかもしれません。 芸術: シートがそうする1 mmか、より厚いビニール磁石が絵、写真、および他の装飾品に付きました、それらが冷蔵庫と他の金属の表面に張り付けられるのを許容して。 理科の実習 : 多くの話題質問がしばしば磁石に基づいています。 例えば; 磁石の強さはガラス、プラスチック、および段ボールによってどのように影響されますか? 材料の磁化 強磁性体は以下の方法で磁化することができます: 商品を外部の磁場に置くと、取り外しのときに何らかの磁気を保有する項目はもたらされるでしょう。 振動は、効果を増加させるように示されました。 地球磁場に並べられた振動(例えば、コンベアのフレーム)を被りやすい鉄の材料は、重要な残留磁気を取得するために見せられました。 直流がそれを通り抜けていて、商品を ソレノイドに置くこと。 なでること--既存の磁石は繰り返して項目の片端からもう片方に同じ方向に移されます。 棒鋼を磁場に置いて、次に、それを高温まで加熱して、次に、冷えている間、最終的にそれを槌で打つこと。 地球の磁場に磁石を南部の北部の方向に置くことによって、これができます。 この場合、磁石はそれほど強くはありませんが、効果は永久的です。 材料に磁気を抜かせること。 以下の方法で永久磁石の磁気を抜かれることができます: Curieポイントの先で磁石を加熱すると、長い範囲注文は煙滅するでしょう。 別のものと共に無作為のファッションで1個の磁石をなでるのによる接触はいくつかの場合でなでられる磁石に磁気を抜かせるでしょう; いくつかの材料は、非常に高い高圧的な分野を持って、他の永久磁石で磁気を抜かれることができません。 槌で打つかきしむのが磁石の中に長い範囲注文を破壊するでしょう。 長い範囲注文はそれを通り抜ける 交流を持っている ソレノイドに置かれる磁石によって混乱させられて、大体同じようなやり方でその直流は注文を引き起こす場合があります。 軟鉄コアを使用する電磁石では、電流の流れをやめると、磁場は排除されるでしょう。 しかしながら、わずかな分野は ヒステリシスの結果、心材の中に残るかもしれません。 磁石を特徴付けることができます。
磁化項目は非常に特定の方法で他の項目と対話します。
磁石が十分近くに持って来られると、 強磁性体(すなわち、それ自体を磁化させない)に、磁石はオリエンテーションにかかわらず強く強磁性体を引き付けるでしょう。 北と磁石の南極の両方が等しい強さでもう片方の商品を引き付けるでしょう。
磁気におけるユニット 2セットの単位は磁気で一般的に使われます、そして、磁気の法はどのセットの単位が採用しているかによります。 私たちが、1番目が SIとして知られているユニットであると考える、(Syst?私、インターナショナル) 2つのタイプの磁場、B、H、および磁化Mを使うのは便利です。 (1) SIユニットのT(テスラ)でマグネティック・インダクション野原Bを与えます。 このユニットは磁場に同等な(ウエーバーにおける)1ユニットあたり領域(メーターで、二乗される)です、その結果、フラックス密度の単位をBに与えます。 Bは本当の磁場です。(その磁場は、電場(ちょうど電力会社が欲しいもの)を循環させて、時間変化がファラデーの法で発生して、粒子が詰められた動きから向きをそらします)。 (2) 磁場Hはユニットのアンペア回転で与えるか、または計量することです。 それが電流を運ぶワイヤによって生産されるとき、値がそのワイヤの巻数に比例しているので、「回転」は現れます。 それは役に立つ概念です。 (3) SIユニットのアンペア/メーターで磁化Mを与えます。 0(H+M)がいつも保持する(4) 関係B=ミクロ、どこ、 ミクロ、0はスペースの透過率であるか。(それは、 4πx10-7 テスラ?メーター/アンペアと等しいです)。 通常、永久磁石でない材料は関係M=χHを満たします。そこでは、χが(点)の磁化率です。 ほとんどの非磁性材料には比較的小さいχ(100万番目の注文での)がありましたが、柔らかい磁石は持っていたはずです。数百か数千の注文にはχがあります。 For materials satisfying M=χH, we can also write B=μ0(1+χ)H=μ0μrH=μH, where μr=1+χ is the (dimensionless) relative permeability and μ = μ0μr is the magnetic permeability. 困難なものと同様に柔らかい磁石には、Hに対してHに対するBかMのどちらかを与えるヒステリシス・ループと呼ばれるものによって説明されたより複雑で、より歴史依存する振舞いがあります。 警告: 十分なローマの、そして、ギリシアのシンボルが一部ないので、磁極の強さと磁気能率のシンボルは一般的に同意されません。 シンボルmは両方にポールの強さ(ユニット=A-m)と磁気能率(ユニット=A-m2)に使用されました。 ミクロを象徴してください。透磁率のためのいくつかのテキストと他のテキストでは、磁気能率に使用されました。 私たちは磁気能率の透磁率とmにミクロを使用するつもりです。 ポールの強さのために、私たちはqmを使うつもりです。 軸に沿って一定の磁化Mがある断面図Aの棒磁石に関しては、ポールの強さはqm=MAによって与えられています。
一般的な場合では、2個の磁石の間の魅力的であるか反発する力について計算するのは、非常に複雑な操作です、磁石の形、磁化、オリエンテーション、および分離によるとき。
以下は2つの磁気磁極の間の力を与えます。
qm1とqm2はポールの強さです。(SIユニット: 電流計) ミクロは介入している媒体の 透過率です。(SIユニット: 1 アンペアあたりの テスラ メーターか1メーターあたりのhenry) rは分離(SIユニット: メーター)です。 ポール記述は本当の世界磁石を設計するmagneticiansを練習することの役に立ちますが、実際の磁石には、ポール分配が北のシングルより複雑であって、南であることであります。 したがって、ポール考えの実現は簡単ではありません。 いくつかの場合、以下に与えられたより複雑な公式の1つは、より役に立つでしょう。
Aはm2の中のそれぞれの表面の領域です。 Mはアンペア/m2で彼らの磁化です。 ミクロ、0はスペースの透過率です。(それは、 4πx10-7 テスラ?メーター/アンペアと等しいです)。
以下は終わるために終わった状態で置かれた2個の同じ筒状の棒磁石の間の力を与えます。 B0はTのそれぞれのポールの非常に近くの磁気誘導です。 Aはm2のそれぞれのポールの領域です。 Lはmのそれぞれの磁石の長さです。 そしてRがmのそれぞれの磁石の半径である。 xはmの2個の磁石の間の分離です。 B0=Mは磁石の磁化にポールのフラックス密度に関連します。
元素超伝導
磁束の量子化磁束の量子化（じそくのりょうしか）とは、超伝導体をリング状にしたとき（内部は常伝導または真空）に、リング内を貫くことができる磁束ΦがΦ０を単位とする、とびとびの値しか取れないこと。Φ０を磁束量子という。 マイスナー効果を示している超伝導体でできたリングに磁束が閉じ込められているとき、リングの内側表面には永久電流ｊが流れる。電流ｊの平均値はｊ=ψ☆ｊハットψである。ここで波動関数の振幅ψはやはり空間的に一様であるが、位相しーたはリングで囲まれた磁束のためにリングに沿って変化しているものとする。
ロンドン方程式時間による変化をせず、をとって 両辺に∇をとって (1)のロンドン方程式より が得られる。この式が成り立つのは、のときだけである。これによりマイスナー効果が説明された。 超伝導体に外部磁場をかけた場合、磁場と超伝導体の表面との境界が平行であると仮定すると、超伝導体の内部の磁場は で表すことができる。これは外部磁場Bがｘ軸方向に向かうにしたがってe^(-1)倍に減少していくことを示す。この式からλが磁場の侵入の深さの目安となることがわかる。これをロンドンの侵入長（しんにゅうちょう、London penetration depth）という。 化合物の超伝導
双極子双極子モーメント 双極子の一方の極の電荷または磁荷の大きさと、両極間の距離との積の大きさをもつベクトル量。向きは、ふつう負から正への方向をとる。 双極子 ある距離を隔てて対になって存在する、正負の電荷または磁極。前者を電気双極子、後者を磁気双極子とよぶ。ダイポール。 超伝導高温超伝導体の定義 国際電気標準会議(IEC)の国際規定 IEC60050-815(2000)と日本工業規格 JISh7005(1999)の定義によると「一般的に約25K以上の臨界温度(Tc)を持つ超伝導体」とある。 しかし、一般的には液体窒素温度(-195.8℃、77K)以上で転移するものを高温超伝導体と呼ばれる。 田中の四原則 電気抵抗がゼロになる マイスナー効果を示す 結晶構造が確定している 再現性がある 第一種超伝導体 マイスナー-オクセンフェルトの実験条件のもとでの超伝導体の磁化曲線を この曲線は縦磁場の中におかれた長い円柱状の試料に定量的にあてはまる。多くの超伝導物質の純粋な試料はこのような振る舞いをする。このような試料を第一種超伝導体(typeⅠ superconductor)、あるいは、以前は軟超伝導体と呼んでいた。第一種超伝導体の場合には、Hcの値は常に低すぎて、超伝導磁石のコイルとしての工学的利用には適さない。 年表
同位体効果超伝導体の臨界温度が同位体の原子量とともに変化する 水銀ではその平均原子量Mが原子量単位で199.5から203.4に変化するにつれて、Tcが4.185Kから4.146Kまで変化する。同一元素の異なった同位体を混ぜると転移温度は滑らかに変化する。 同位体の各系列についての実験結果は MαTc=一定 の形の関係で良く表せる。 外部リンク |
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