5.1. ВВЕДЕНИЕ. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ КАК ФИЗИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ

Электрическая проводимость физического объекта – это свойство пропускать электрический ток. Проводимость, как известно, обратно пропорциональна электросопротивлению, которое определяется процессами рассеяния электронов на атомах металла, на различных дефектах кристаллической решетки, на ее тепловых колебаниях и т.д. Чем меньше электросопротивление, тем больше электропроводность. При очень низких температурах возможна ситуация, когда сопротивление практически обращается в нуль. Электронный перенос, при котором электрическое сопротивление отсутствует, и есть сверхпроводимость.

Можно дать более строгое научное определение:

Сверхпроводимость – это физическое явление, наблюдаемое у некоторых веществ (сверхпроводников), при охлаждении их ниже определенной критической температуры Tс, и состоящее в обращении в нуль электрического сопротивления постоянному току и выталкивания магнитного поля из объема образца.

На рисунке представлена температурная зависимость электросопротивления в низкотемпературной области. Точками указаны экспериментально полученные значения сопротивления для пяти различных металлов. Из этого рисунка хорошо видно, что с уменьшением температуры электросопротивление уменьшается и при некоторой критической температуре обращается в ноль.

Сверхпроводимость, на первый взгляд, кажется явлением странным и, в некоторой мере, даже противоречащим здравому смыслу. Когда электрический ток течет по обычному проводу, то, как уже было сказано, в результате наличия у провода электрического сопротивления ток совершает некую работу, направленную на преодоление этого сопротивления со стороны атомов, в результате чего выделяется тепло. При этом каждое соударение с атомом электрона – носителя тока тормозит электрон, а сам атом при этом разогревается, вот почему спираль электрической плитки становится такой красной и горячей. Всё дело в том, что спираль обладает электрическим сопротивлением и, вследствие этого, при протекании по ней электрического тока выделяет тепловую энергию.