[實(shí)用新型]一種演示超導(dǎo)磁懸浮特性的教學(xué)儀器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320043212.9
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN203038540U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆澤輝
• 申請（專利權(quán)）人: 閆澤輝
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種物理演示教學(xué)儀器，主要涉及對超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象的演示，屬于物理實(shí)驗(yàn)儀器領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

1911年荷蘭科學(xué)家翁納斯在測量低溫下水銀電阻率的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度降到零下269攝氏度附近時(shí)，水銀的電阻消失了。這種電阻消失的現(xiàn)象，叫做零電阻性。人們把這種電阻接近零的材料叫做超導(dǎo)體。?

很快，人們發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)有兩個(gè)基本性質(zhì)，一是零電阻效應(yīng)，二是完全抗磁性(又稱邁斯納效應(yīng))。零電阻效應(yīng)，對于學(xué)生而言，相對好理解；而完全抗磁性往往使學(xué)生一頭霧水。?

完全抗磁性，即在磁場中一個(gè)超導(dǎo)體只要處于超導(dǎo)態(tài)，則它內(nèi)部產(chǎn)生的磁化強(qiáng)度與外磁場完全抵消，從而內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零；即，磁力線完全被排斥在超導(dǎo)體外面。磁懸浮就是利用超導(dǎo)體的完全抗磁性實(shí)現(xiàn)的，目前，上海建成的商業(yè)運(yùn)行的高速磁懸浮軌道交通就是基于此原理。?

在日常教學(xué)，當(dāng)教師講解超導(dǎo)基本性質(zhì)的時(shí)候，學(xué)生需要先在感官上對磁懸浮有一個(gè)基本的認(rèn)識，再通過教師的講解，從而逐漸理解完全抗磁性。因此日常教學(xué)中需要一種簡單實(shí)用的演示儀器，使學(xué)生能夠觀察到超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象。?

本實(shí)用新型就是針對上述的問題而提出的，提供一種演示超導(dǎo)磁懸浮的教學(xué)儀器，而且方便的演示超導(dǎo)體的完全抗磁性。?

實(shí)用新型內(nèi)容

將超導(dǎo)體塊材用支撐物放在磁極附近，然后使超導(dǎo)材料降溫至超導(dǎo)態(tài)，則超導(dǎo)體呈現(xiàn)完全抗磁性，磁力線完全被排斥在超導(dǎo)體外面，這時(shí)去掉支撐物，超導(dǎo)體塊材會懸浮在磁極附近。?

以上均可以利用現(xiàn)有技術(shù)輕松實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型專利的特征在于，提供了一種方便的演示超導(dǎo)磁懸浮特性的實(shí)驗(yàn)儀器，包括：NdFeB永磁體塊材、YBaCuO超導(dǎo)體塊材等。?

提供了一種演示超導(dǎo)磁懸浮特性的教學(xué)儀器，包括：NdFeB永磁體部分、YBaCuO超導(dǎo)體部分，其特征在于：儀器下方的NbFeB永磁體塊材和儀器上方的NbFeB永磁體塊材NS極相對形成磁場，當(dāng)處于超導(dǎo)態(tài)的超導(dǎo)體部分放在所述磁場的中心區(qū)域時(shí)，超導(dǎo)體部分會懸浮在該區(qū)域。?

附圖說明

圖1為的超導(dǎo)磁懸浮演示儀器的結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2為超導(dǎo)體部分的截面示意圖。?

在上述圖中，1表示儀器下方的NdFeB永磁體塊材(以N極朝上為例)，2表示儀器下方的NdFeB永磁體塊材(以S極朝下為例)，3表示連接上下NdFeB永磁體塊材的連接桿，4表示盛放超導(dǎo)體塊材的圓柱型外筒，5表示放在圓柱型筒底的圓柱形YBaCuO超導(dǎo)體塊材。?

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖來對本實(shí)用新型做出進(jìn)一步描述，以使得本實(shí)用新型的優(yōu)越性得到更好的體現(xiàn)。?

1.如圖1所示，將超導(dǎo)磁懸浮演示儀器放在水平桌面上，儀器上的NdFeB永磁體塊材NS極相對，例如儀器下方的永磁體塊材1的N極朝上，儀器上方的永磁體塊材2的S極朝下。?

2.將含有YBaCuO材料的超導(dǎo)體部分放在磁場的中心區(qū)域，永磁體部分和超導(dǎo)體部分用一定厚度的泡沫塑料隔開。?

3.將液氮從上口倒入盛放超導(dǎo)體材料的圓柱型外筒3中，待溫度下降至超導(dǎo)態(tài)，小心的去除泡沫塑料，則此時(shí)超導(dǎo)體懸浮在永磁體部分的上方。?

4.上下左右推動超導(dǎo)體部分，會發(fā)現(xiàn)有較大的阻力，說明磁力線因不能夠穿過超導(dǎo)體而產(chǎn)生的磁約束現(xiàn)象。?

5.以上現(xiàn)象表明磁力線完全被排斥在超導(dǎo)體外面。?

由此，本實(shí)驗(yàn)裝置方便的演示超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象，并形象的說明了完全抗磁性。?