СКВИДы (сверхпроводящий квантовый итерференционный детектор). С помощью СКВИДа можно измерять падение напряжения до 10-18В, токи 10-18А (несколько электронов в секунду) и магнитные поля меньшие 10-14Тл. Аналогов подобной чувствительности нет. Новые сверхпроводники позволяют регулировать частоты до 1012Гц (близко к квантовому пределу). Чувствительность обычных приборов не превышает 1010Гц. Применение СКВИДов - магнитоэнцефалография, элементы памяти. СКВИДы используются физиками для исследованиякварков, магнитных монополей, гравитонов, геологами для поисков нефти, воды, минералов, разрабатываются детекторы для обнаружения подводных лодок.
Криопроводники
Это материалы, удельное сопротивление которых достигает малых значений при криогенных температурах (ниже -173оС). Сверхпроводящее состояние в этих материалах не наблюдается. Наиболее широко в качестве криопроводников применяется чистая медь и алюминий (марки А999 с 0.001% примесей), берилий (0.1% примесей). При температуре жидкого гелия у алюминияА999 удельное электрическое сопротивление равно (1 - 2).10-6мкОм.м.
Применяются криопроводники в основном для изготовления жил кабелей, проводов, работающих при температурах жидкого водорода (-252.6оС), неона (-245.7оС) и азота (-195.6оС).
Диэлектрики
Поляризация диэлектриков. Определения, классификация.
Диэлектрик (изолятор) — вещество, плохо проводящее электрический ток.
Основное свойство диэлектрика — способность поляризоваться во внешнем электрическом поле.
Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей под воздействием внешнего электрического поля, других внешних сил или спонтанно.
Поляризацию диэлектриков характеризует вектор поляризации. Физический смысл вектора электрической поляризации — это дипольный момент, отнесенный к единице объема диэлектрика. Иногда вектор поляризации называют просто поляризацией.
Диэлектрическая восприимчивость(поляризуемость) вещества — физическая величина, мера способности вещества поляризоваться под действием электрического поля. Диэлектрическая восприимчивость χε — коэффициент линейной связи между поляризацией диэлектрикаP и внешним электрическим полемE в достаточно малых полях:
где ε0 — электрическая постоянная; произведение ε0χε называется абсолютной диэлектрической восприимчивостью.
В случае вакуума χε = 0.
У диэлектриков, как правило, она положительна. Диэлектрическая восприимчивость измеряется в ничём (безразмерная величина).
Ряд диэлектриков проявляют особые физические свойства. К ним относятся пьезоэлектрики (которые могут либо под действием деформации индуцировать электрический заряд на своей поверхности, или наоборот), пироэлектрики (поляризация в отсутствие внешних воздействий), сегнетоэлектрики (обладающие в определённом интервале температур собственным дипольным моментом), итд.
Полярные диэлектрики.
Молекулы полярных диэлектриков с точки зрения электрических свойств являются диполями, вот как то так.
Например, молекула NaCl или воды.
При отсутствии внешнего электрического поля молекулы-диполи полярного диэлектрика, совершая хаотическое тепловое движение, ориентированы в самых разных направлениях. Электрические поля этих диполей полностью компенсируют друг друга, и результирующее поле равно нулю во всех областях диэлектрика. Но если поместить такой диэлектрик во внешнее поле E0, то оно «развернёт» диполи так, что они окажутся ориентированными вдоль линий напряжённости («минусы» диполей повернутся влево — к тем «плюсам», которые создают внешнее поле).
Неполярные диэлектрики.
Диэлектрик называется неполярным, если его молекулы имеют симметричное распределение положительных и отрицательных зарядов, и потому не ведут себя как диполи. К неполярным диэлектрикам относятся, например, керосин, масло, воздух, инертные газы. Тем не менее, поляризация наблюдается и у неполярных диэлектриков.
Слева изображена симметричная электронная орбита в атоме неполярного диэлектрика. При наложении внешнего поля E0 эта орбита деформируется (справа): электрон смещается в сторону положительных зарядов, создающих внешнее поле. Мы видим, что во внешнем поле электрон будет проводить больше времени слева от ядра, нежели чем справа. Из-за этого центры положительных и отрицательных зарядов в атоме неполярного диэлектрика разойдутся в разные стороны. То есть получаем какбэ диполь, но не диполь.
Электронная поляризация присутствует и у полярных диэлектриков; но там она теряется на фоне куда более мощного эффекта разворота самих диполей.