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有什么别人观察不到的物理体

发布时间:2022-09-05 00:18:31

A. 初二物理知识点【上册】到人眼看不见的光为止 谢谢

一、声音的产生:
1、声音是由物体的振动产生的;(人靠声带振动发声、蜜蜂靠翅膀下的小黑点振动发声,风声是空气振动发声,管制乐器考里面的空气柱振动发声,弦乐器靠弦振动发声,鼓靠鼓面振动发声,钟考钟振动发声,等等);
2、振动停止,发生停止;但声音并没立即消失(因为原来发出的声音仍在继续传播);
3、发声体可以是固体、液体和气体;
4、声音的振动可记录下来,并且可重新还原(唱片的制作、播放);

二、声音的传播
1、声音的传播需要介质;固体、液体和气体都可以传播声音;声音在固体中传播时损耗最少(在固体中传的最远,铁轨传声),一般情况下,声音在固体中传得最快,气体中最慢(软木除外);
2、真空不能传声,月球上(太空中)的宇航员只能通过无线电话交谈;
3、声音以波(声波)的形式传播;
注:由声音物体一定振动,有振动不一定能听见声音;
4、声速:物体在每秒内传播的距离叫声速,单位是m/s;声速的计算公式是v=s/t;声音在空气中的速度为340m/s;

三、回声:声音在传播过程中,遇到障碍物被反射回来,再传入人的耳朵里,人耳听到反射回来的声音叫回声(如:高山的回声,夏天雷声轰鸣不绝,北京的天坛的回音壁)
1、听见回声的条件:原声与回声之间的时间间隔在0.1s以上(教师里听不见老师说话的回声,狭小房间声音变大是因为原声与回声重合);
2、回声的利用:测量距离(车到山,海深,冰川到船的距离);

四、怎样听见声音
1、人耳的构成:人耳主要由外耳道、鼓膜、听小骨、耳蜗及听觉神经组成;
2、声音传到耳道中,引起鼓膜振动,再经听小骨、听觉神经传给大脑,形成听觉;
3、在声音传给大脑的过程中任何部位发生障碍,人都会失去听觉(鼓膜、听小骨处出现障碍是传导性耳聋;听觉神经处出障碍是神经性耳聋);
4、骨传导:不借助鼓膜、靠头骨、颌骨传给听觉神经,再传给大脑形成听觉(贝多芬耳聋后听音乐,我们说话时自己听见的自己的声音);骨传导的性能比空气传声的性能好;
5、双耳效应:生源到两只耳朵的距离一般不同,因而声音传到两只耳朵的时刻、强弱及步调亦不同,可由此判断声源方位的现象(听见立体声);

五、声音的特性包括:音调、响度、音色;
1、音调:声音的高低叫音调,频率越高,音调越高(频率:物体在每秒内振动的次数,表示物体振动的快慢,单位是赫兹,振动物体越大音调越低;)
2、响度:声音的强弱叫响度;物体振幅越大,响度]越强;听者距发声者越远响度越弱;
3、音色:不同的物体的音调、响度尽管都可能相同,但音色却一定不同;(辨别是什么物体法的声靠音色)
注意:音调、响度、音色三者互不影响,彼此独立;

六、超声波和次声波
1、人耳感受到声音的频率有一个范围:20Hz~20000Hz,高于20000Hz叫超声波;低于20Hz叫次声波;
2、动物的听觉范围和人不同,大象靠次声波交流,地震、火山爆发、台风、海啸都要产生次声波;

七、噪声的危害和控制
1、噪声:(!)从物理角度上讲物体做无规则振动时发出的声音叫噪声;(2)从环保的角度上讲,凡是妨碍人们正常学习、工作、休息的声音以及对人们要听的声音产生干扰的声音都是噪声;
2、乐音:从物理角度上讲,物体做有规则振动发出的声音;
3、常见招生来源:飞机的轰鸣声、汽车的鸣笛声、鞭炮声、金属之间的摩擦声;
4、噪声的等级:表示声音强弱的单位是分贝。符号dB,超过90dB会损害健康;0dB指人耳刚好能听见的声音;
5、控制噪声:(1)在生源处较弱(安消声器);(2)在传播过程中(植树。隔音墙)(3)在人耳处减弱(戴耳塞)

八、声音的利用
1、超声波的能量大、频率高用来打结石、清洗钟表等精密仪器;超声波基本沿直线传播用来回声定位(蝙蝠辨向)制作(声纳系统)
2、传递信息(医生查病时的"闻",打B超,敲铁轨听声音等等)
3、声音可以传递能量(飞机场帮边的玻璃被震碎,雪山中不能高声说话,一音叉振动,未接触的音叉振动发生)

第二章 光的传播
一、光源:能发光的物体叫做光源。光源可分为1、冷光源(水母、节能灯),热光源(火把、太阳);2、天然光源(水母、太阳),人造光源(灯泡、火把);3、生物光源(水母、斧头鱼),非生物光源(太阳、灯泡)

二、光的传播
1、光在同种均匀介质中沿直线传播;
2、光的直线传播的应用:
(1)小孔成像:像的形状与小孔的形状无关,像是倒立的实像(树阴下的光斑是太阳的像)
(2)取直线:激光准直(挖隧道定向);整队集合;射击瞄准;
(3)限制视线:坐井观天(要求会作有水、无水时青蛙视野的光路图);一叶障目;
(4)影的形成:影子;日食、月食(要求知道日食时月球在中间;月食时地球在中间)
3、光线:常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向;

三、光速
1、真空中光速是宇宙中最快的速度;
2、在计算中,真空或空气中光速c=3×108m/s;
3、光在水中的速度约为3/4c,光在玻璃中的速度约为2/3c;
4、光年:是光在一年中传播的距离,光年是长度单位;1光年≈9.46×1015m;
注:声音在固体中传播得最快,液体中次之,气体中最慢,真空中不传播;光在真空中传播的最快,空气中次之,透明液体、固体中最慢(二者刚好相反)。光速远远大于声速,(如先看见闪电再听见雷声,在100m赛跑时声音传播的时间不能忽略不计,但光传播的时间可忽略不计)。

四、光的反射:
1、当光射到物体表面时,有一部份光会被物体反射回来,这种现象叫做光的反射。
2、我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
3、反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内;反射光线、入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
(1)、法线:过光的入射点所作的与反射面垂直的直线;
(2)入射角:入射光线与法线的夹角;反射角:法射光线与法线间的夹角。(入射光线与镜面成θ角,入射角为90°-θ,反射角为90°-θ)
(3)入射角与反射角之间存在因果关系,反射角总是随入射角的变化而变化而变化,因而只能说反射角等于入射角,不能说成入射角等于反射角。(镜面旋转θ,反射光旋转2θ)
(4)垂直入射时,入射角、反射角等于多少?答:垂直入射时,入射角为0度,反射角亦等于0度。
4、反射现象中,光路是可逆的(互看双眼)
5、利用光的反射定律画一般的光路图(要求会作):
(1)、确定入(反)射点:入射光线和反射面或反射光线和反射面或入射光线和反射光线的交点即为入射(反射)点
(2)、根据法线和反射面垂直,作出法线。
(3)、根据反射角等于入射角,画出入射光线或反射光线
5、两种反射:镜面反射和漫反射。
(1)镜面反射:平行光射到光滑的反射面上时,反射光仍然被平行的反射出去;
(2)漫反射:平行光射到粗糙的反射面上,反射光将沿各个方向反射出去;
(3)镜面反射和漫反射的相同点:都是反射现象,都遵守反射定律;不同点是:反射面不同(一光滑,一粗糙),一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向(刺眼);而漫反射射向四面八方;(下雨天向光走走暗处,背光走要走亮处,因为积水发生镜面反射,地面发生漫反射,电影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四处,黑板上"反光"是发生了镜面反射)

五、平面镜成像
1、平面镜成像的特点:像是虚像,像和物关于镜面对称(像和物的大小相等,像和物对应点的连线和镜面垂直,到镜面的距离相等;像和物上下相同,左右相反(镜中人的左手是人的右手,看镜子中的钟的时间要看纸张的反面,物体远离、靠近镜面像的大小不变,但亦要随着远离、靠近镜面相同的距离,对人是2倍距离)。
2、水中倒影的形成的原因:平静的水面就好像一个平面镜,它可以成像(水中月、镜中花);对实物的每一点来说,它在水中所成的像点都与物点"等距",树木和房屋上各点与水面的距离不同,越接近水面的点,所成像亦距水面越近,无数个点组成的像在水面上看就是倒影了。(物离水面多高,像离水面就是多远,与水的深度无关)。
3、平面镜成虚像的原因:物体射到平面镜上的光经平面镜反射后的反射光线没有会聚二是发散的,这些光线的反向延长线(画时用虚线)相交成的像,不能呈现在光屏上,只能通过人眼观察到,故称为虚像(不是由实际光线会聚而成)
注意:进入眼睛的光并非来自像点,是反射光。要求能用平面镜成像的规律(像、物关于镜面对称)和平面镜成像的原理(同一物点发出的光线经反射后,反射光的反向延长线交于像点)作光路图(作出物、像、反射光线和入射光线);

六、凸面镜和凹面镜
1、以球的外表面为反射面叫凸面镜,以球的内表面为反射面的叫凹面镜;
2、凸面镜对光有发散作用,可增大视野(汽车上的观后镜);凹面镜对光有会聚作用(太阳灶,利用光路可逆制作电筒)

七、光的折射
1、光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折。
2、光在同种介质中传播,当介质不均匀时,光的传播方向亦会发生变化。
3、折射角:折射光线和法线间的夹角。

八、光的折射定律
1、在光的折射中,三线共面,法线居中。
2、光从空气斜射入水或其他介质时,折射光线向法线方向偏折;光从水或其它介质斜射入空气中时,折射光线远离法线(要求会画折射光线、入射光线的光路图)
3、斜射时,总是空气中的角大;垂直入射时,折射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变
4、折射角随入射角的增大而增大
5、当光射到两介质的分界面时,反射、折射同时发生
6、光的折射中光路可逆。

九、光的折射现象及其应用
1、生活中与光的折射有关的例子:水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些(鱼实际在看到位置的后下方);由于光的折射,池水看起来比实际的浅一些;水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些;夏天看到天上的星斗的位置比星斗实际位置高些;透过厚玻璃看钢笔,笔杆好像错位了;斜放在水中的筷子好像向上弯折了;(要求会作光路图)
2、人们利用光的折射看见水中物体的像是虚像(折射光线反向延长线的交点)

十、光的色散:
1、太阳光通过三棱镜后,依次被分解成红、橙、黄绿、蓝、靛、紫七种颜色,这种现象叫色散;
2、白光是由各种色光混合而成的复色光;
3、天边的彩虹是光的色散现象;
4、色光的三原色是:红、绿、蓝;其它色光可由这三种色光混合而成,白光是红、绿、蓝三种色光混合而成的;世界上没有黑光;颜料的三原色是品红、青、黄,三原色混合是黑色;
5、透明体的颜色由它透过的色光决定(什么颜色透过什么颜色的光);不透明体的颜色由它反射的色光决定(什么颜色反射什么颜色的光,吸收其它颜色的光,白色物体发射所有颜色的光,黑色吸收所有颜色的光)
例:一张白纸上画了一匹红色的马、绿色的草、红色的花、黑色的石头,现在暗室里用绿光看画,会看见黑色的马,黑色的石头,还有黑色的花在绿色的纸上,看不见草(草、纸都为绿色)

十一、看不见的光:
1、 太阳光谱:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种色光按顺序排列起来就是太阳光谱;
(从左往右其波长逐渐减小;散射逐渐增强;人眼辨别率依次降低)应用傍晚太阳是红的,晴天天是蓝的,汽车的雾灯是黄光。
2、 红外线:红外线位于红光之外,人眼看不见;
(1)一切物体都能发射红外线,温度越高辐射的红外线越多;(打仗用的夜视镜)
(2)红外线穿透云雾的本领强(遥控探测)
(3)红外线的主要性能是热作用强;(加热)
3、 紫外线:在光谱上位于紫光之外,人眼看不见;
(1)紫外线的主要特性是化学作用强;(消毒、杀菌)
(2)紫外线的生理作用,促进人体合成维生素D(小孩多晒太阳),但过量的紫外线对人体有害(臭氧可吸收紫外线,我们要保护臭氧层)
(3)荧光作用;(验钞)
(4)地球上天然的紫外线来自太阳,臭氧层阻挡紫外线进入地球;

B. 日常生活中所观察到10条有趣的物理现象

飞过来的足球被我踢过去了 可以看出力可以改变物体的运动状态
用力踢足球,脚感到疼 可以看出力的作用是相互的
硬币沉下水 可以看出硬币的密度比水的密度大
。。。。。。
随便什么都可以发现物理现象,下面靠你自己发现

C. 物理现象的有趣现象

有趣的物理现象物理现象一:光的折射下雨天天空中出现彩虹;

物理现象二:磁力现象两块磁铁相互吸引或排斥;

物理现象三:能量的转化细线悬挂的小球在空中摆动(重力势能和动能的转化);

物理现象四:液体凝固冬天早晨窗子上出现冰花;

物理现象五:扩散现象一滴红墨水滴入一个装满清水的杯子,很快一杯水都红了;

物理现象六:光的反射镜子中出现自己;

物理现象七:沸腾现象烧开的水水面不停地翻滚;

物理现象八:做家具形状改变,其本质并没有变化。木匠把木头做成桌子、椅子等家具。

(3)有什么别人观察不到的物理体扩展阅读:

物理现象是指物质的形态、大小、结构、性质(如高度,速度、温度、电磁性质)等的改变而没有新物质生成的现象,是物理变化另一种说法。换句话说,物理现象是指可直接感知的物理事件或物理过程,而不同于物理本质,物理本质是对同类物理现象共同本质属性的抽象。

物理现象中光与微粒

光射到微粒上可以发生两种情况,一是当微粒直径大于入射光波长很多倍时,发生光的反射;二是微粒直径小于入射光的波长时,发生光的散射,散射出来的光称为乳光。

网络中的讲:丁达尔效应指光经过胶体(例如乳剂、混悬剂)时产生散射。

当光射向溶液时,光受到的散射较少,大部分光都能通过溶液。但射向胶体时,胶体的粒子散射光,使得那些粒子有被散射的光的颜色。

维基中的讲:当一束光线透过胶体,从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”,这种现象叫丁达尔现象,也叫丁达尔效应。

这是因为胶体微粒较大,对光线产生散射而形成的(溶液无此现象——可用以区别)。

我们身边的物理现象

1.从高处落下的薄纸片,即使无风,纸片下落的路线也曲折多变。这是由于纸片各部分凸凹不同,形状各异,因而在下落过程中,其表面各处的气流速度不同,根据流体力学原理,流速大,压强小,致使纸片上各处受空气作用力不均匀,且随纸片运动情况的变化而变化,所以纸片不断翻滚,曲折下落。

2.冰冻的肉在水中比在同温度的空气中解冻得快。烧烫的东西放入水中比在同温度的空气中冷却得快。装有滚烫的开水的杯子浸入水中比在同温度的空气中冷却得快。原因是水的比热容比空气大,同样接触面积的情况下,水下降一度能传递给肉的热量远远高于空气。

3.有雪的路面撒些食盐化的快,这些现象都表明:盐作为了融雪剂。

4.打雷时,先看到闪电,后听到雷声,这些现象都表明:光比声音传播快!

5.在加油站,经常会看到“禁止用塑料桶装汽油”警告语,我们知道用塑料桶装汽油,在运输过程中,由于塑料是绝缘体,因此它不能将由于摩擦而产生的电荷传导出去,电荷累积多了,就容易产生放电现象,从而就会引起汽油燃烧,出现危险事故。

D. 在太阳的另一侧,会不会有一个地球人永远观察不到的行星呢

这个是不太可能的。这种情况基本上只是理论上的一种猜想罢了,而且需要极其完美的基本条件。但现实中是没有这样的完美条件的。

比如说在太阳的背面有一颗和地球一样公转节奏的行星,始终保持与地球和太阳呈一条直接旋转,那么理论上我们确实可能永远也看不到那颗星球。

当然我们也应该对于那些“非主流”的猜想给予足够的理解吧,毕竟有时候这些质疑也在一定程度上推动人类科技的发展。而且人类目前的科技局限性应该还是很强的,有些东西现在理解不了,可能以后就会理解了。

E. 在物理学中,如果某物是不可观测的,那么它不存在吗

不客气。你看不见分子、细胞、原子、质子、中子、电子、夸克、胶子等等,但它们确实存在。如果你的意思是,即使用我们最好的技术也无法观察到它们,它们不存在吗,不,即使它们存在。我们可以看到分子和细胞,最近还能看到原子的影像,但原子通常是看不见的,任何比原子小的东西显然都是看不见的。

但它们有可观察到的影响,我们可以检测到这些影响。我们看不到希格斯玻色子的存在,因为它像10 ^ -21秒,但它衰变为粒子,我们可以检测跟踪屏幕上,粒子的行为与我们预测的属性,所以我们有高度的信心,希格斯粒子。我们看不到夸克或胶子,甚至质子或中子,但我们可以探测到它们的存在,当它们被用来做一些符合预测行为的事情时。

F. 求物理达人,或者数学达人 子弹飞行的过程人是看不见的,那么人跑多快的时候,一般人就会看不见呢

这个与观察对象的大小、观察者与观察对象的距离、观察者的视角、观察者的视力有关,
总之,在观察者能看到的范围内出现时间不超过1/24秒,就看不见,如果一定要计算,还得有我说的前面的资料,比如你的视角是90°(一般人不可能是这么少,为方便计算)一颗手枪子弹和一栋大楼在你面前5米远以垂直于你正前方的方向一公里每秒飞过,它们只需要走10米路程,只需要1/100秒的时间,你两样都看不见,但如果他们在你面前一公里处以同样速度飞过,他们需要走2公里路程需要2秒,我相信一栋大楼在你前方1公里出现2秒你一定能看到,但子弹你绝对看不到,因为视力没那么厉害。所以我说这跟前面说的因素有关,再说一个极端的但实际存在的例子,晴朗的中秋节,我相信没人从来看不见月亮吧?但你子弹月亮相对你的线速度多少吗,你可以粗略计算一下,月亮离地心超过31万公里,我算30万公里好了,你第二天看到它回到大致相同位置约需要1天,即使86400秒,我算9万秒,那么可以算得,月亮相对你的速度还超过10公里每秒,我还是时间算多了,路程算少了,但这样的速度下,你要愿意,你可以见几小时他,要是用太阳来算,我们距离她1.5亿公里,那相对速度就更恐怖了,啥也不说了,相信你应该明白了吧

就你补充的问题回答:
因为楼主还是没说观察者的视角视力问题,我仍然设观察者的视力在10米远可以看得见这个物体,视角90°,运动方向为垂直于观察者正前方,你做一个等腰直角三角形可以轻易知道,这个物体在观察者观察范围内自出现到消失需要走20米(忽略物体尺寸,因为你也没有相关数据描述),则如果物体走这段路程所需要时间不超过1/24秒的话,观察者就看不到,那么它的速度至少是20/(1/24)=480米每秒,即只要速度等于或者大于480米/秒观察者就看不到。

上面说什么0.1秒的人应该去网络一下,先接受下科普。

G. 物质体之于观察者,在什么情况下即看不见也摸不着

看不看得见,摸不摸得着,个人认为只是与人本身有关罢了。。也许有某种生物它有能感受场的感受器,那么他就能“看到”场了。如果再先进一点他也许还能“摸到”场,但是由于本身进化后的暇疵,它对弹力啊。。温度啊。。根本没有感受刺激的能力,那他也许就“摸”不到了,假如他不能感受电磁波---光,那他也就不能通过光看到物体了---也许是通过其它介质接受刺激来进行感知的。。
所以我认为,生物体只是一个伟大的自然“造”出来的一个最巧妙的机器,他有很巧妙的零件来感知自然。。所以人是非常狭隘的。。很多可能有的东西可能不仅观察不到,甚至因为人本身的思维而想不到呢。。

H. 宇宙中有哪些有趣的物理现象

宇宙是浩瀚无限的,是无边无际无始无终的。目前人类认知的宇宙只局限于“宇宙大爆炸”形成的理论中。而大爆炸的中心就是“黑洞”,大爆炸后宇宙开始向四周膨胀,在宇宙膨胀结束后,黑洞开始收缩,并吸收宇宙中所有星体,物质,包括光,在宇宙中心聚集挤压。最终发生新的“大爆炸”,产生新和宇宙。并以此永远无限循环。
要解开宇宙之谜,黑洞之谜今后需要人类不断的研究探索和发现。

I. 几几年什么国的物理学家在哪首先发现了超导体

1911年,荷兰科学家卡末林—昂内斯((Heike Kamerlingh-Onnes)用液氦冷却汞,当温度下降到4.2K时,水银的电阻完全消失,这种现象称为超导电性,此温度称为临界温度。根据临界温度的不同,超导材料可以被分为:高温超导材料和低温超导材料[1]。但这里所说的“高温”,其实仍然是远低于冰点摄氏0摄氏度的,对一般人来说算是极低的温度。1933年,迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现,如果把超导体放在磁场中冷却,则在材料电阻消失的同时,磁感应线将从超导体中排出,不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。经过科学家们的努力,超导材料的磁电障碍已被跨越,下一个难关是突破温度障碍,即寻求高温超导材料。
1973年,发现超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为23.2K,这一记录保持了近13年。
1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧钡铜氧化物)具有35K的高温超导性。此后,科学家们几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。
1986年,美国贝尔实验室研究的超导材料,其临界超导温度达到40K,液氢的“温度壁垒”(40K)被跨越。
1987年,美国华裔科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的“温度壁垒”(77K)也被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度提高了近100K。
来自德国、法国和俄罗斯的科学家利用中子散射技术,在高温超导体的一个成员单铜氧层Tl2Ba2CuO6+δ中观察到了所谓的磁共振模式,进一步证实了这种模式在高温超导体中存在的一般性。该发现有助于对铜氧化物超导体机制的研究。
高温超导体具有更高的超导转变温度(通常高于氮气液化的温度),有利于超导现象在工业界的广泛利用。高温超导体的发现迄今已有16年,而对其不同于常规超导体的许多特点及其微观机制的研究,却仍处于相当“初级”的阶段。这一点不仅反映在没有一个单一的理论能够完全描述和解释高温超导体的特性,更反映在缺乏统一的、在各个不同体系上普遍存在的“本征”实验现象。本期Science所报道的结果意味着中子散射领域里一个长期存在的困惑很有可能得到解决。
早在1991年,法国物理学家利用中子散射技术在双铜氧层YBa2Cu3O6+δ超导体单晶中发现了一个微弱的磁性信号。随后的实验证明,这种信号仅在超导体处于超导状态时才显着增强并被称为磁共振模式。这个发现表明电子的自旋以某种合作的方式产生一种集体的有序运动,而这是常规超导体所不具有的。这种集体运动有可能参与了电子的配对,并对超导机制负责,其作用类似于常规超导体内引起电子配对的晶格振动。但是,在另一个超导体La2-xSrxCuO4+δ(单铜氧层)中,却无法观察到同样的现象。这使物理学家怀疑这种磁共振模式并非铜氧化物超导体的普遍现象。1999年,在Bi2Sr2CaCu2O8+δ单晶上也观察到了这种磁共振信号。但由于Bi2Sr2CaCu2O8+δ与YBa2Cu3O6+δ一样,也具有双铜氧层结构,关于磁共振模式是双铜氧层的特殊表征还是“普遍”现象的困惑并未得到彻底解决。
理想的候选者应该是典型的高温超导晶体,结构尽可能简单,只具有单铜氧层。困难在于,由于中子与物质的相互作用很弱,只有足够大的晶体才可能进行中子散射实验。随着中子散射技术的成熟,对晶体尺寸的要求已降低到0.1厘米3的量级。晶体生长技术的进步,也使Tl2Ba2CuO6+δ单晶体的尺寸进入毫米量级,而它正是一个理想的候选者。科学家把300个毫米量级的Tl2Ba2CuO6+δ单晶以同一标准按晶体学取向排列在一起,构成一个“人造”单晶,“提前”达到了中子散射的要求。经过近两个月散射谱的搜集与反复验证,终于以确凿的实验数据显示在这样一个近乎理想的高温超导单晶上也存在磁共振模式。这一结果说明磁共振模式是高温超导的一个普遍现象。而La2-xSrxCuO4+δ体系上磁共振模式的缺席只是“普遍”现象的例外,这可能与其结构的特殊性有关。
关于磁共振模式及其与电子间相互作用的理论和实验研究一直是高温超导领域的热点之一,上述结果将引起许多物理学家的关注与兴趣。
20世纪80年代是超导电性的探索与研究的黄金年代。1981年合成了有机超导体,1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡、镧、铜、氧的陶瓷性金属氧化物LaBaCuO4,其临界温度约为35K。由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质,因此这个发现的意义非常重大,缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。
1987年在超导材料的探索中又有新的突破,美国休斯顿大学物理学家朱经武小组与中国科学院物理研究所赵忠贤等人先后研制成临界温度约为90K的超导材料YBCO(钇铋铜氧)。
1988年初日本研制成临界温度达110K的Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体。至此,人类终于实现了液氮温区超导体的梦想,实现了科学史上的重大突破。这类超导体由于其临界温度在液氮温度(77K)以上,因此被称为高温超导体。
自从高温超导材料发现以后,一阵超导热席卷了全球。科学家还发现铊系化合物超导材料的临界温度可达125K,汞系化合物超导材料的临界温度则高达135K。如果将汞置于高压条件下,其临界温度将能达到难以置信的164K。
1997年,研究人员发现,金铟合金在接近绝对零度时既是超导体同时也是磁体。1999年科学家发现钌铜化合物在45K时具有超导电性。由于该化合物独特的晶体结构,它在计算机数据存储中的应用潜力将是非常巨大的。
自2007年12月开始,中国科学院物理研究所的陈根富博士已投入到镧氧铁砷非掺杂单晶体的制备中。今年2月18日,日本东京工业大学的细野秀雄教授和他的合作者在《美国化学会志》上发表了一篇两页的文章,指出氟掺杂镧氧铁砷化合物在零下247.15摄氏度时即具有超导电性。在长期研究中保持着跨界关注习惯的陈根富和王楠林研究员立即捕捉到了这一消息的价值,王楠林小组迅速转向制作掺杂样品,他们在一周内实现了超导并测量了基本物理性质。
几乎与此同时,物理所闻海虎研究组通过在镧氧铁砷材料中用二价金属锶替换三价的镧,发现有临界温度为零下248.15摄氏度以上的超导电性。
3月25日和3月26日,中国科学技术大学陈仙辉组和物理所王楠林组分别独立发现临界温度超过零下233.15摄氏度的超导体,突破麦克米兰极限,证实为非传统超导。
3月29日,中国科学院院士、物理所研究员赵忠贤领导的小组通过氟掺杂的镨氧铁砷化合物的超导临界温度可达零下221.15摄氏度,4月初该小组又发现无氟缺氧钐氧铁砷化合物在压力环境下合成超导临界温度可进一步提升至零下218.15摄氏度。
为了证实(超导体)电阻为零,科学家将一个铅制的圆环,放入温度低于Tc=7.2K的空间,利用电磁感应使环内激发起感应电流。结果发现,环内电流能持续下去,从1954年3月16日始,到1956年9月5日止,在两年半的时间内的电流一直没有衰减,这说明圆环内的电能没有损失,当温度升到高于Tc时,圆环由超导状态变正常态,材料的电阻骤然增大,感应电流立刻消失,这就是着名的昂尼斯持久电流实验。
[编辑本段]超导技术谈
1911年,荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯意外地发现,将汞冷却到-268.98℃时,汞的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性,由于它的特殊导电性能,卡茂林-昂尼斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。
这一发现引起了世界范围内的震动。在他之后,人们开始把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流可以毫无阻力地在导线中流大的电流,从而产生超强磁场。
1933年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质,当金属处在超导状态时,这一超导体内的磁感兴强度为零,却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现:锡球过渡到超导态时,锡球周围的磁场突然发生变化,磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了,人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。
后来人们还做过这样一个实验:在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体,然后把温度降低,使锡盘出现超导性,这时可以看到,小磁铁竟然离开锡盘表面,慢慢地飘起,悬空不动。
迈斯纳效应有着重要的意义,它可以用来判别物质是否具有超性。
为了使超导材料有实用性,人们开始了探索高温超导的历程,从1911年至1986年,超导温度由水银的4.2K提高到23.22K(绝对零度代号为 K = -273℃)。86年1月发现钡镧铜氧化物超导温度是30度,12月30日,又将这一纪录刷新为40.2K,87年1月升至43K,不久又升至46K和53K,2月15日发现了98K超导体,很快又发现了14℃下存在超导迹象,高温超导体取得了巨大突破,使超导技术走向大规模应用。
超导材料和超导技术有着广阔的应用前景。超导现象中的迈斯纳效应使人们可以到用此原理制造超导列车和超导船,由于这些交通工具将在无摩擦状态下运行,这将大大提高它们的速度和安静性能。超导列车已于70年代成功地进行了载人可行性试验,1987年开始,日本国开始试运行,但经常出现失效现象,出现这种现象可能是由于高速行驶产生的颠簸造成的。超导船已于1992年1月27日下水试航,目前尚未进入实用化阶段。利用超导材料制造交通工具在技术上还存在一定的障碍,但它势必会引发交通工具革命的一次浪潮。
超导材料的零电阻特性可以用来输电和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗,而利用超导体则可最大限度地降低损耗,但由于临界温度较高的超导体还未进入实用阶段,从而限制了超导输电的采用。随着技术的发展,新超导材料的不断涌现,超导输电的希望能在不久的将来得以实现。
现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态,但它仍旧被认为是20世纪最伟大的发现之一。

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