超导体

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出版者:科学出版社
作者:章立源
出品人:
页数:132
译者:
出版时间:1986
价格:0.56
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isbn号码:
丛书系列:
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具体描述

跨越物质的界限:探索超导体现象的奥秘 本书将带领读者踏上一段激动人心的科学探索之旅,深入了解一个颠覆我们对物质世界认知的奇妙现象——超导性。我们将从基础概念入手,层层剥茧,揭示超导体为何能够近乎零阻力地传导电流,以及为何在达到临界温度时,磁场会被完全排斥,展现出令人惊叹的“迈斯纳效应”。 第一部分:超导性的起源与早期探索 我们将追溯超导性发现的历史,从海克·卡末林·昂内斯在1911年首次观察到汞在极低温下的电阻消失开始,回顾早期科学家们在探索低温材料和理解超导现象方面所做的艰辛努力。本书将详细介绍零电阻率的微观机制,探讨电子在晶格中如何通过声子媒介形成库珀对,以及这些宏观量子态如何导致电流的无损耗传输。我们将深入剖析BCS理论的核心思想,解释超导性的微观起源,并讨论该理论在解释传统超导体性质方面的成功之处。 第二部分:从经典到高温:超导体的类型与演变 随着科学技术的发展,超导体家族不断壮大。本书将系统性地介绍不同类型的超导体,包括: 第一类超导体: 以纯金属为主,具有明确的临界磁场和临界温度。 第二类超导体: 拥有两个临界磁场,在更广泛的磁场范围内维持超导状态,如铌钛合金和铌三锡,它们在强磁场应用中扮演着至关重要的角色。 铜氧化物高温超导体: 20世纪80年代中期发现的革命性材料,将超导转变温度显著提高,使得超导应用的可能性大大拓展。我们将详细探讨它们的晶体结构、电子结构以及与传统超导体迥异的超导机制,并讨论至今仍未完全解决的理论难题。 铁基超导体: 近年来备受瞩目的新型超导体,它们的发现再次激起了科学界的研究热情。我们将分析它们的结构特点、磁性行为以及与超导电性的关系。 有机超导体: 一类由有机分子构成的超导体,展现出独特的性质和潜在的应用前景。 本书将通过丰富的实例和数据,清晰地阐述不同类型超导体的特性、优缺点以及它们的发现历程,展现超导体研究领域的不断突破与演进。 第三部分:超导体的宏观现象与应用前景 超导性并非仅限于微观粒子行为,它还催生了诸多引人注目的宏观现象,为现代科技发展提供了无限可能。我们将深入探讨: 迈斯纳效应: 超导体对外磁场的完全排斥现象,是超导性的一个标志性特征。本书将详细解释其形成机制,并展示如何利用这一效应实现无接触悬浮,为磁悬浮列车等技术奠定基础。 约瑟夫森效应: 两个超导体之间通过薄绝缘层形成的超导结,其上流过的电流会产生一系列独特的量子现象。我们将阐述约瑟夫森结的原理,并探讨其在超导量子干涉仪(SQUID)等高灵敏度探测器中的应用,以及在量子计算领域的巨大潜力。 临界电流与临界磁场: 超导体在电流和磁场达到一定阈值后会失去超导性。本书将深入分析这些临界参数的意义,以及如何通过材料设计和工艺优化来提升这些参数,从而拓展超导体的应用范围。 基于这些基础理论和宏观现象,本书将展望超导体在各个领域的广泛应用,包括: 能源领域: 超导输电线缆可以实现无损耗输电,极大地提高能源利用效率,并有助于构建更清洁、更高效的电网。 交通领域: 磁悬浮列车利用超导体的抗磁性实现高速、平稳的运行,代表着未来交通的发展方向。 医疗领域: 超导磁体是核磁共振成像(MRI)设备的核心部件,为疾病诊断提供高精度图像。 科研领域: 超导磁体能够产生强大的磁场,在粒子加速器、聚变反应堆等大型科研装置中发挥不可替代的作用。 信息技术领域: 约瑟夫森结等超导器件有望成为构建下一代高性能计算机的关键组成部分,推动量子计算的发展。 第四部分:超导体研究的挑战与未来展望 尽管超导体研究取得了巨大成就,但仍面临诸多挑战。本书将探讨: 高温超导的机制: 铜氧化物等高温超导材料的超导机制至今仍未完全阐明,这是超导体研究领域最核心的科学难题之一。 新材料的发现与设计: 寻找具有更高转变温度、更强临界参数、更容易制备和加工的超导材料是持续的研究方向。 实际应用中的工程问题: 如何克服低温制冷、材料稳定性、成本效益等工程难题,将超导技术真正推向大规模应用,是产业界面临的挑战。 最后,本书将对超导研究的未来趋势进行展望,包括探索室温超导的可能性,开发新型超导器件,以及超导技术在太空探索、量子通信等前沿领域的应用潜力。 本书旨在为广大科学爱好者、工程师、学生以及对超导性感兴趣的读者提供一个全面、深入的学习平台,帮助大家理解这一引人入胜的科学领域,并激发对未来科技创新的想象。

作者简介

章立源,教授、博士生导师。1931年4月生,浙江绍兴人。1953年,北京大学物理系毕业。历任助教、讲师、副教授;现任物理系学位委员会主席。联合国国际理论物理中心联属成员,中国制冷学会常务理事。国家科委、新闻出版署高技术重点团本超导技术编委,《大学物理》、《低温物理学报》、《物理通报》编委;北京市政协常委、民盟北京市委副主委;民盟中央委员,教育委员会副主任,民盟北京市委高校工委主任。主讲《热学》、《量子统计物理》等。主攻《理论物理》、《超导物理发展史》、《热力学统计物理》研究.发表学术论文一百四十多篇。提出库璃对与奥格对相结合类型的超导理论,指出高温超导系统存在膺隙;提出含稀土及类稀土元震的材料加压合金化提高超导电性的方向;著有《超导物理学》、《超导体》多部,获中国物理学会优秀编著奖。论文《具负关联能中心的非简单金属与 BCS超导体的邻近效应》,1984年,第 17届国际低温物理大会获纪念论文奖。此外有《论库璃对与奥格对的结合》、《1a-B8—Cu-O高温超导评论》、《混价及重费米子系统理论》、《局域对模型下的温差电势率及对 Y-123应用》等。1994年,获“君安。北大科学家奖”,1989年,获北京市优秀教师称号;享受政府特殊津贴。曾入编《剑桥英国国际传略年鉴》《杰出的男人和女士》、美国朋ABI《国际杰出带头人名录》。

目录信息

读后感

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用户评价

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我对《超导体》的艺术手法特别感兴趣。它不像很多科幻作品那样追求宏大叙事,反而更偏向于一种文学性的探索。作者似乎非常钟情于使用一些非线性的叙事结构,在不同的时间线和视角之间自由切换,有时甚至会插入一些似乎是科学文献的摘录或者角色私人的日记片段。起初我有点费力去梳理这些碎片化的信息,但随着阅读的深入,我意识到正是这种结构上的“破碎感”,完美地呼应了故事中“超导态”那种微妙且难以捉摸的、介于有序与无序之间的状态。那些看似不连贯的段落,最终会以一种令人拍案叫绝的方式汇聚在一起,揭示出背后隐藏的巨大阴谋或科学真相。这种挑战读者理解力的写作方式,无疑拔高了作品的文学价值,让它不再仅仅停留在娱乐层面,而成为了一种需要细细品味和反复咀嚼的文本艺术品。

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坦白讲,这本书的某些章节的阅读体验,更像是在沉浸式体验一场感官的盛宴。作者对于“临界状态”的描写,简直是文学上的奇迹。他没有使用大量华丽辞藻去堆砌场景,而是通过对光影、温度、甚至粒子振动的细微感知,构建出一种近乎冥想的氛围。我仿佛能“听见”电子在特定频率下被约束的嗡鸣,能“感觉”到环境能量场发生的微小波动。这种对物理现象的极致抽象和再现,让这部小说在纯粹的想象力之外,增添了一种近乎诗意的美感。特别是高潮部分,当主角终于触及到那个被称为“零点”的理论极限时,文字的密度和速度感达到了顶峰,让人喘不过气来,直到最后平静下来,才发现自己早已被作者带入了一个全新的认知维度。这是一次对阅读边界的拓展,着实令人难忘。

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读完《超导体》后,我最大的感受是关于“人性在极限状态下的坚韧与脆弱”。这本书的伟大之处在于,它没有将科学家们塑造成无所不能的英雄,而是将他们置于一个前所未有的科技奇点上,让他们直面自身知识边界的局限和伦理选择的重压。当“超导”带来的强大力量开始反噬人类社会,那些关于控制权、知识垄断的冲突便被摆在了台面上。我特别喜欢其中关于“意外后果”的探讨——每一次伟大的发明都可能伴随着意想不到的灾难。书中的配角塑造得极其成功,他们代表了对新技术的不同态度:有人盲目崇拜,有人极力抵制,有人试图利用。这种多元的视角让整个故事显得无比真实可信,也让我开始重新审视我们当下对科技进步的盲目乐观,非常发人深省。

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这本《超导体》真是一部令人眼前一亮的科幻力作!我得说,作者在构建这个宏大的未来世界观上花费了巨大的心血,每一个细节都透露着严谨的科学考据和天马行空的想象力。故事的主线围绕着人类在极端环境下的生存挣扎与科技的飞速发展展开,那种身临其境的压迫感和对未知前沿的探索欲,让人几乎忘记了自己正坐在舒适的椅子上看书。特别是对新材料特性和量子力学理论的描述,虽然听起来很专业,但作者巧妙地将其融入到角色的日常对话和关键情节转折中,使得复杂的概念变得生动有趣,没有丝毫枯燥的说教感。我尤其欣赏其中关于“零电阻”概念被应用到社会结构重塑的思考,这不仅仅是物理层面的突破,更是对现有权力体系和资源分配模式的深刻反思。读完后,我仿佛体验了一场穿越时空的思想旅行,很多关于能源危机、城市规划的未来设想,至今仍在我的脑海中挥之不去。它不仅仅是一部小说,更像是一份对未来人类文明走向的预言书,充满了哲学思辨的深度。

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说实话,我本来对这种硬核科幻抱持着一丝观望态度,担心会充斥着晦涩难懂的术语,但《超导体》完全出乎我的意料。这本书的叙事节奏把握得极佳,像一首跌宕起伏的交响乐。开篇的铺陈非常克制,通过几个看似无关紧要的小人物的生活侧面,不动声色地搭建起一个即将面临巨大变革的社会背景。直到中期,随着主角团的一次“异常”实验成功,整个故事的张力才猛然爆发,那种由内而外的、层层递进的危机感和兴奋感,让人根本停不下来。情节推进中,作者对人物内心的刻画细腻入微,那些顶尖科学家们面对突破性发现时的狂喜、恐惧、道德困境,以及为了真理不惜一切代价的偏执,都刻画得入木三分。我能清晰地感受到他们内心深处的挣扎与挣脱,这使得故事虽然立足于高科技背景,却拥有极强的普世情感共鸣。这本书读起来酣畅淋漓,绝对是近期阅读体验中的佼佼者。

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浅显易懂,生动形象,很好的超导普及书籍

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可配合章先生的专业书《超导物理》一起看 这本书可以快速把握超导领域的脉络 清晰而深刻

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