超导现象的发现

1911年，一个令人震惊的消息来自著名的莱顿大学低温实验室:水星的电阻在零下269摄氏度时消失了。过去，人们从未想到导体的电阻会变成零。阻力可以说有“好”和“坏”之分。我们知道白炽灯泡可以被点燃是因为灯丝的电阻，电炉可以煮饭是因为灯丝的电阻。然而，在输电线路、电机和电子设备中，电阻会导致电能白白消耗掉。阻力越大，耗电量越大。在这种情况下，我们希望阻力越小越好。现在它真的能让阻力消失。这对电气工程来说真是个好消息。这一现象是由荷兰物理学家卡梅林·奥纳斯发现的。由欧纳斯领导的实验室是世界上“最冷的地方”。虽然莱顿市经常有鲜花盛开，但实验室产生的低温比南极或北极的最低温度(-88℃)低几倍。低温世界是一个神奇的世界。把一束花放在液氮中，然后把它们放在地上。这些花会像玻璃一样破碎。把一个橡胶球放在液氮中，取出来，它会像铃一样响。水银在低温下比铁更坚硬，可以用锤子钉在墙上。液氮冷冻面包在黑暗的房间里散发出天蓝色的光芒。奥克斯只是被这个童话世界迷住了。他决心降低体温。那时，科学家能够把除氦以外的所有气体变成液体。使用液态氢，获得了-253℃的低温。然而，把氦变成液体仍然非常困难。例如，在液氦的温度下，甚至空气也会变成固体。如果偶然与空气接触，空气会立即在液氦表面形成一层坚硬的覆盖层。然而，奥克斯是一个优秀的实验专家，这个困难并没有吓到他。奥尼纳斯出生在一个学者家庭。他的叔叔和叔叔都是著名的学者，他的父母也是有学问的人。奥克斯从小就展示了他在数学和物理方面的天赋。他不仅喜欢看书，在家里翻阅丰富的藏书，还喜欢做实验。当化学物质点燃周围的织物时，奥克斯曾经做过一个实验。当他发现时，火已经失控了。大火利用了风力，在很短的时间内就烧毁了一半的建筑。由于害怕，他逃到野外，在灌木丛中藏了一整夜。大火过后，我父母发现我失去了责任。于是他们连夜搜寻，直到第二天清晨。看到小欧纳斯蜷缩在一起，又冷又害怕，他的父亲感到非常难过。他抱起儿子说:“我的孩子，不要害怕。为了学习科学，你拆毁了你的房子，毁坏了田地。我不会责怪你。”父母的教育对责任有很大的影响。科努斯的成就也感谢两位老师的精心训练。18岁的奥恩斯在德国海德堡大学学习，受到著名化学家本森和学者基尔霍夫的高度评价。在两位导师的指导下，他养成了坚持不懈和精益求精的态度，并很快获得了博士学位。29岁时，他成为莱顿大学的首席物理教授，并着手在该大学建立一个低温实验室。说到科学研究和实验室，在一些人的心目中，它总是一个明亮的房间和轻松的工作。只要按下按钮。事实上，低温实验室就像一个车间，充满了管道和隆隆作响的真空泵。因为低温不能一次获得。我们必须逐步降低温度。温度越低，就越困难。Onus首先使用液化氯甲烷达到-90℃，乙烯达到-145℃，氧气达到-183℃，氢气达到-253℃。最后，在1908年，氦，最后一种“永久气体”，被成功液化，达到了-269℃的低温。之后，他用液氦抽真空，得到-272℃。这个温度属于超低温。当时，世界上只有莱顿大学的低温实验室能获得如此低的温度。欧纳斯和他的同伴在这种独特的条件下，在极低的温度下对各种现象进行了研究。他们发现，当汞、铅和锡通常被冷却到该物质的特征转变点以下时，电阻会突然消失，变成“超导”物体。

也就是说，一旦电流在超导线圈中产生，它就会一圈又一圈地流动。因为电阻消失了，电流不会在流动中衰减。在液氦中放一个铅线圈，在铅线圈旁边放一块磁铁。磁铁突然被移走了。根据法拉第发现的电磁感应，在引线线圈中产生感应电流。果然，在低温条件下，电流沿着铅圈不停地转动，就像一匹不知疲倦的马。在1954年3月16日的一次类似实验中，电流持续了两年半，直到1956年9月5日才因液氦供应不足而终止。理论计算表明，如果保持这种低温状态，即使电流流动100，000年，电流也不会衰减。这种现象的物理学叫做超导。1913年，奥克斯因这一重要发现获得了诺贝尔奖。由于他的学术态度，奥克斯获得了这个荣誉。总结他一生的探索经历，他说:“只要你养成学习的习惯，就像一日三餐。如果你不吃不喝，你会感到又饿又渴。有了学习的习惯，还有一件事要记住，那就是专业化和精细化。与全部知识相比，个人知识太少了。在我看来，一个人可以寻求广泛的专业化和精细化。如果你想知道一切，这显然是不现实的，也是无稽之谈。”奥克斯的话值得深思。这正是他一生中所做的。在他去世前两年，他已经71岁了，仍然通宵工作，直到1926年去世。