[科普中國]-永久磁體

永久磁體與超導體平衡狀態(tài)下的物理定律

早在1933 年，德國著名物理學家麥斯納與奧森菲爾德通過多次探究試驗發(fā)現(xiàn)，在小磁場內(nèi)，倘若將金屬完全冷卻，使其處于超導狀態(tài)，超導體內(nèi)的磁力線將會被快速排出，倘若磁力線不具備穿透其體內(nèi)的能力，那么超導體的磁場值將恒等于零。

倘若超導體呈現(xiàn)出超導性，其自身的磁通量將完全在某一時間排至體外，此時的磁感應強度完全抵達零，且該階段在加磁場與降溫方面無論二者的順序如何，只要其處于超導狀態(tài)，超導體就會第一時間將所有磁通量排至體外。同時，就超導體的性質(zhì)來講，其自身本就屬于完全抗磁體，此中特性也就決定了外加磁場根本無法完全進入到超導體內(nèi)1。

永久磁體與超導體平衡狀態(tài)下物理定律的原理導致邁斯納效應的最主要因素包括：倘若超導體完全進入超導態(tài)，其受磁場影響，超導體表面會出現(xiàn)無損耗抗磁感應電流，且產(chǎn)生的電流大小與外加磁場電流大小正好一致，但二者呈逆向狀態(tài)。所以，不斷深入超導區(qū)域，其總磁場將會趨于零。也就是說，在此狀態(tài)下產(chǎn)生的無損耗抗磁感應電流對外加磁場有相應的屏蔽性，也正因如此，其被稱之為抗磁性屏蔽電流。

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永久磁體與超導體平衡實驗該定律得出后，不少專家和學者也做過如下實驗，即在淺平的錫盤中，放置體積非常小，但磁性極強的永久磁體，放置好后，再持續(xù)降溫，保證錫具有較強的超導性。此種狀態(tài)可看見一罕見現(xiàn)象，體積非常小的磁鐵緩緩離開錫盤表面，并不斷上升，但上升高度抵達一定程度時，便會靜止不動。此完全是因為超導體具備的完全抗磁性，導致小磁鐵的磁力線根本不能穿透超導體，使得磁場出現(xiàn)畸變，并出現(xiàn)方向向上的浮力。

研究表明，處于超導態(tài)的物體，外加磁場根本進入其內(nèi)部，最直接的原因還在于其表現(xiàn)形成有無損耗抗磁感應電流，在此電流下形成的磁場，剛好與超導體內(nèi)部磁場相抵消，此結(jié)果具有較強的突破性。此后，邁斯納效應就成為正確判斷物體是否具有超導性的依據(jù)2。

總結(jié)總之，超導體與永久磁體本是兩個不同概念的物體，其在一起平衡狀態(tài)下，卻會因多種的因素的影響而產(chǎn)生向上的浮力。永久磁體與超導體平衡實驗過程中具有重要意義的發(fā)現(xiàn)為超導體的表面感會出現(xiàn)一個無損耗抗磁感應電流，此電流出現(xiàn)的磁場能夠有效抵消超導體內(nèi)部的磁場，并得出最終的物理定律。該結(jié)果的探究發(fā)現(xiàn)為科學界的一大成就，具有十分重要的現(xiàn)實意義3。