सामान्य भौतिकी. धातुओं में विद्युत धारा

कक्षा: 11

पाठ के लिए प्रस्तुति

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पाठ मकसद:

धातुओं में विद्युत धारा की भौतिक प्रकृति की अवधारणा को प्रकट करना, इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत की प्रयोगात्मक पुष्टि;

अध्ययनाधीन विषय पर प्राकृतिक वैज्ञानिक विचारों का निर्माण जारी रखें

संज्ञानात्मक रुचि, छात्र गतिविधि के निर्माण के लिए परिस्थितियाँ बनाएँ

कौशल का गठन;

संचार संचार का गठन।

उपकरण: इंटरैक्टिव कॉम्प्लेक्स स्मार्ट बोर्ड नोटबुक, कंप्यूटर का स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क, इंटरनेट।

पाठ शिक्षण विधि: संयुक्त।

पाठ का पुरालेख:

विज्ञान को और अधिक गहराई से समझने का प्रयास करें,
शाश्वत के ज्ञान की लालसा।
केवल पहला ज्ञान ही आप पर प्रकाश डालेगा,
आपको पता चल जाएगा: ज्ञान की कोई सीमा नहीं है।

फ़िरदौसी
(फ़ारसी और ताजिक कवि, 940-1030)

शिक्षण योजना।

I. आयोजन क्षण

द्वितीय. सामूहिक कार्य

तृतीय. परिणामों की चर्चा, प्रस्तुतिकरण की स्थापना

चतुर्थ. प्रतिबिंब

वी. होमवर्क

कक्षाओं के दौरान

हैलो दोस्तों! बैठ जाओ। आज हम समूह में काम करेंगे.

समूहों के लिए कार्य:

I. धातुओं में आवेशों की भौतिक प्रकृति।

द्वितीय. के. रिक्के का अनुभव.

तृतीय. स्टुअर्ट, टोलमैन का अनुभव। मंडेलस्टाम, पापलेक्सी का अनुभव।

चतुर्थ. धूर्त सिद्धांत.

V. धातुओं की वोल्ट-एम्पीयर विशेषता। ओम कानून।

VI. तापमान पर कंडक्टरों के प्रतिरोध की निर्भरता।

सातवीं. अतिचालकता.

1. विद्युत चालकता किसी बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में पदार्थों की विद्युत धारा संचालित करने की क्षमता है।

आवेशों की भौतिक प्रकृति के अनुसार - विद्युत धारा के वाहक, विद्युत चालकता को इसमें विभाजित किया गया है:

ए) इलेक्ट्रॉनिक

बी) आयनिक

बी) मिश्रित.

2. दी गई शर्तों के तहत प्रत्येक पदार्थ के लिए, संभावित अंतर पर वर्तमान ताकत की एक निश्चित निर्भरता विशेषता है।

किसी पदार्थ की प्रतिरोधकता के अनुसार उसे इसमें विभाजित करने की प्रथा है:

ए) कंडक्टर (पी< 10 -2 Ом*м)

बी) डाइलेक्ट्रिक्स (पी\u003e 10 -8 ओम * मी)

सी) अर्धचालक (10 -2 ओम * मी> पी> 10 -8 ओम * मी)

हालाँकि, ऐसा विभाजन सशर्त है, क्योंकि कई कारकों (हीटिंग, विकिरण, अशुद्धियाँ) के प्रभाव में, पदार्थों की प्रतिरोधकता और उनकी वोल्ट-एम्पीयर विशेषताएँ बदल जाती हैं, और कभी-कभी बहुत महत्वपूर्ण रूप से।

3. धातुओं में मुक्त आवेश के वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं। शास्त्रीय प्रयोगों द्वारा सिद्ध के. रिक्के (1901) - जर्मन भौतिक विज्ञानी; एल.आई. मंडेलस्टाम और एन. डी. पापलेक्सी (1913) - हमारे हमवतन; टी. स्टीवर्ट और आर. टोलमैन (1916) - अमेरिकी भौतिक विज्ञानी।

के. रिक्के का अनुभव

रिक्के ने तीन पूर्व-भारित सिलेंडरों (दो तांबे और एक एल्यूमीनियम) को पॉलिश किए हुए सिरों के साथ मोड़ा ताकि एल्यूमीनियम वाला सिलेंडर तांबे के सिलेंडरों के बीच रहे। फिर सिलेंडरों को डीसी सर्किट से जोड़ा गया: वर्ष के दौरान उनमें से एक बड़ा करंट प्रवाहित हुआ। उस दौरान, लगभग 3.5 मिलियन C के बराबर विद्युत आवेश विद्युत सिलेंडरों से होकर गुजरा। 0.03 मिलीग्राम तक के सिलेंडरों की द्वितीयक अंतःक्रिया से पता चला कि प्रयोग के परिणामस्वरूप सिलेंडरों का द्रव्यमान नहीं बदला। माइक्रोस्कोप के तहत संपर्क सिरों की जांच करने पर, यह पाया गया कि धातुओं के प्रवेश के केवल मामूली निशान हैं, जो ठोस पदार्थों में परमाणुओं के सामान्य प्रसार के परिणामों से अधिक नहीं हैं। प्रयोग के परिणामों से पता चला कि आयन धातुओं में आवेश स्थानांतरण में भाग नहीं लेते हैं।

एल.आई. मेंडेलस्टाम

एन। । पैपलेक्सी

एल.आई.मंडेलस्टाम और एन.डी.पापलेक्सी का अनुभव

रूसी वैज्ञानिक एल। 1913 में यूएसएसआर के विज्ञान) ने मूल अनुभव दिया। उन्होंने तार का एक कुंडल लिया और उसे अलग-अलग दिशाओं में मोड़ना शुरू कर दिया।

उदाहरण के लिए, दक्षिणावर्त दिशा में आराम करें, फिर अचानक रुकें और - पीछे जाएँ।

उन्होंने कुछ इस तरह तर्क दिया: यदि इलेक्ट्रॉनों में वास्तव में द्रव्यमान होता है, तो जब कुंडल अचानक बंद हो जाता है, तो इलेक्ट्रॉनों को कुछ समय तक जड़ता से चलते रहना चाहिए। एक तार के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों की गति एक विद्युत धारा है। जैसी योजना थी, वैसा ही हुआ. हमने एक टेलीफोन को तार के सिरे से जोड़ा और एक ध्वनि सुनी। फोन में एक बार आवाज सुनाई देने के बाद उसमें करंट प्रवाहित हो जाता है।

टी. स्टीवर्ट

टी. स्टीवर्ट और आर. टॉल्मन का अनुभव

आइए एक कुंडल लें जो अपनी धुरी पर घूम सके। कुंडल के सिरे स्लाइडिंग संपर्कों के माध्यम से गैल्वेनोमीटर से जुड़े होते हैं। यदि कुंडल, जो तेजी से घूम रही है, तेजी से ब्रेक लगाया जाता है, तो तार में मुक्त इलेक्ट्रॉन जड़ता से चलते रहेंगे, जिसके परिणामस्वरूप गैल्वेनोमीटर को एक वर्तमान पल्स दर्ज करना होगा।

धूर्त सिद्धांत

किसी धातु में इलेक्ट्रॉनों को एक इलेक्ट्रॉन गैस माना जाता है, जिस पर गैसों का गतिज सिद्धांत लागू किया जा सकता है। ऐसा माना जाता है कि इलेक्ट्रॉन, गतिज सिद्धांत में गैस परमाणुओं की तरह, समान ठोस गोले होते हैं जो एक दूसरे से टकराने तक सीधी रेखाओं में चलते हैं। यह माना जाता है कि एकल टकराव की अवधि नगण्य है, और टकराव के समय उत्पन्न होने वाले बलों को छोड़कर, अणुओं के बीच कोई अन्य बल कार्य नहीं करता है। चूँकि एक इलेक्ट्रॉन एक ऋणात्मक आवेशित कण है, तो किसी ठोस में विद्युत तटस्थता की स्थिति का पालन करने के लिए, एक अलग प्रकार के कण भी होने चाहिए - धनात्मक आवेशित। ड्रूड ने सुझाव दिया कि क्षतिपूर्ति करने वाला धनात्मक आवेश बहुत भारी कणों (आयनों) से संबंधित है, जिसे उन्होंने गतिहीन माना। ड्रूड के समय यह स्पष्ट नहीं था कि धातु में मुक्त इलेक्ट्रॉन और धनावेशित आयन क्यों होते हैं और ये आयन क्या होते हैं। केवल ठोस पदार्थों का क्वांटम सिद्धांत ही इन प्रश्नों का उत्तर दे सकता है। हालाँकि, कई पदार्थों के लिए, कोई बस यह मान सकता है कि इलेक्ट्रॉन गैस में बाहरी वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं जो कमजोर रूप से नाभिक से बंधे होते हैं, जो धातु में "मुक्त" होते हैं और धातु के माध्यम से स्वतंत्र रूप से घूमने में सक्षम होते हैं, जबकि परमाणु नाभिक आंतरिक इलेक्ट्रॉनों के साथ होते हैं गोले (परमाणु कोर) अपरिवर्तित रहते हैं। और ड्रूड सिद्धांत के निश्चित सकारात्मक आयनों की भूमिका निभाते हैं।

धातुओं में विद्युत धारा

सभी धातुएँ विद्युत धारा की संवाहक होती हैं और एक स्थानिक क्रिस्टल जाली से बनी होती हैं, जिसके नोड सकारात्मक आयनों के केंद्रों के साथ मेल खाते हैं, और मुक्त इलेक्ट्रॉन आयनों के चारों ओर बेतरतीब ढंग से घूमते हैं।

धातुओं की चालकता के इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के मूल सिद्धांत।

1. एक धातु को निम्नलिखित मॉडल द्वारा वर्णित किया जा सकता है: आयनों की क्रिस्टल जाली मुक्त इलेक्ट्रॉनों से युक्त एक आदर्श इलेक्ट्रॉन गैस में डूबी होती है। अधिकांश धातुओं में, प्रत्येक परमाणु आयनित होता है, इसलिए मुक्त इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता लगभग 10 23 - 10 29 मीटर -3 परमाणुओं की सांद्रता के बराबर होती है और लगभग तापमान पर निर्भर नहीं होती है।
2. धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन निरंतर अराजक गति में रहते हैं।
3. किसी धातु में विद्युत धारा मुक्त इलेक्ट्रॉनों की क्रमबद्ध गति के कारण ही बनती है।
4. क्रिस्टल जाली के नोड्स पर कंपन करने वाले आयनों से टकराकर, इलेक्ट्रॉन उन्हें अतिरिक्त ऊर्जा देते हैं। यही कारण है कि विद्युत धारा प्रवाहित होने पर चालक गर्म हो जाते हैं।

धातुओं में विद्युत धारा.

अतिचालकता

परम शून्य के अलावा किसी अन्य तापमान पर प्रतिरोधकता को शून्य तक कम करने की घटना को अतिचालकता कहा जाता है। वे सामग्रियां जो परम शून्य के अलावा कुछ निश्चित तापमानों पर अतिचालक अवस्था में जाने की क्षमता प्रदर्शित करती हैं, अतिचालक कहलाती हैं।

सुपरकंडक्टर में करंट का प्रवाह ऊर्जा हानि के बिना होता है, इसलिए, एक बार सुपरकंडक्टिंग रिंग में उत्तेजित होने के बाद, विद्युत प्रवाह बिना किसी बदलाव के अनिश्चित काल तक मौजूद रह सकता है।

सुपरकंडक्टिंग सामग्रियों का उपयोग पहले से ही विद्युत चुम्बकों में किया जा रहा है। सुपरकंडक्टिंग पावर लाइनें बनाने के लिए अनुसंधान चल रहा है।

1986 में सिरेमिक - लैंथेनम, बेरियम, कॉपर और ऑक्सीजन के यौगिकों की सुपरकंडक्टिविटी की खोज के कारण व्यापक अभ्यास में सुपरकंडक्टिविटी की घटना का अनुप्रयोग आने वाले वर्षों में एक वास्तविकता बन सकता है। ऐसे सिरेमिक की अतिचालकता लगभग 100 K के तापमान तक बरकरार रहती है।

शाबाश लड़कों! उन्होंने भी बेहतरीन काम किया। यह एक अच्छी प्रस्तुति साबित हुई. सबक के लिए धन्यवाद!

साहित्य।

1. गोर्बुशिन एसएच.ए. माध्यमिक विद्यालय के पाठ्यक्रम के लिए भौतिकी के अध्ययन के लिए संदर्भ नोट्स। - इज़ेव्स्क "उदमुर्तिया", 1992।
2. लैनिना आई.वाई.ए. भौतिकी पाठों में छात्रों की संज्ञानात्मक रुचियों का निर्माण: शिक्षकों के लिए एक पुस्तक। - एम.: ज्ञानोदय, 1985।
3. आधुनिक स्कूल में भौतिकी का पाठ। शिक्षकों के लिए रचनात्मक खोज: शिक्षकों के लिए एक किताब / कॉम्प। ई.एम. ब्रेवरमैन / वी.जी. द्वारा संपादित रज़ुमोव्स्की।- एम.: ज्ञानोदय, 1993
4. डिगेलेव एफ.एम. भौतिकी के इतिहास और इसके रचनाकारों के जीवन से: छात्रों के लिए एक किताब। - एम।: शिक्षा, 1986।
5. कार्तसेव वी.एल. महान समीकरणों का रोमांच। - तीसरा संस्करण - एम।: ज्ञान, 1986। (अद्भुत विचारों का जीवन)।

पाठ विषय। धातुओं में विद्युत धारा।

नियंत्रण और दोहराव के तत्वों के साथ नई चीजें सीखने का एक पाठ।

उपकरण: तापमान के आधार पर प्रतिरोध में परिवर्तन पर प्रयोग के लिए प्रस्तुति, स्थापना।

लक्ष्य और उद्देश्य। 1. धातुओं की चालकता के इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत की मूल बातें, प्रयोगात्मक पुष्टि और व्यवहार में सिद्धांत के अनुप्रयोग का ज्ञान तैयार करना।

2. अतिचालकता की घटना के बारे में एक कहानी के साथ छात्रों के क्षितिज का विस्तार करें।

3. समस्याओं को हल करने में तापमान पर प्रतिरोध की निर्भरता के ज्ञान को लागू करना सीखें।

4. ठोस अवस्था भौतिकी के क्षेत्र में खोजों के इतिहास से परिचित होकर देशभक्ति की भावनाएँ बढ़ाना।

शिक्षण योजना। (स्लाइड्स द्वारा)

1.आज पाठ में।

2. चलिए दोहराते हैं. ऐसे प्रश्न दिए गए हैं जिनका ज्ञान नई चीजें सीखते समय आवश्यक होता है।

3. नए का अध्ययन: ए) विभिन्न पदार्थों की विद्युत चालकता; बी) धातुओं में आवेश वाहक की प्रकृति; ग) धातुओं की विद्युत चालकता का सिद्धांत; घ) तापमान पर प्रतिरोध की निर्भरता; ई) प्रतिरोध थर्मामीटर; च) अतिचालकता और इसके अनुप्रयोग।

4. नियंत्रण परीक्षण. (माउस क्लिक के बाद जांचें)।

5. फिक्सिंग. तापमान पर प्रतिरोध की निर्भरता के लिए तीन समस्याएं प्रस्तावित हैं। माउस क्लिक के बाद उत्तर दिखाई देते हैं। छात्र तालिकाओं से आवश्यक स्थिर पैरामीटर लेते हैं।

दस्तावेज़ सामग्री देखें
"धातुओं में विद्युत धारा", ग्रेड 10 पाठ के लिए प्रस्तुति।

धातुओं में विद्युत धारा

सव्वातीवा स्वेतलाना निकोलायेवना, भौतिकी के शिक्षक, टवर क्षेत्र के बोलोगोव्स्की जिले के एमबीओयू "केमेत्सकाया माध्यमिक विद्यालय"।

आज पाठ में

रहस्य स्पष्ट हो जाता है. "धातुओं में धारा वाहक" की अवधारणा के पीछे क्या छिपा है?

धातुओं की विद्युत चालकता के शास्त्रीय सिद्धांत की कठिनाइयाँ क्या हैं?

तापदीप्त बल्ब क्यों जल जाते हैं?

चालू करने पर वे क्यों जल जाते हैं?

प्रतिरोध कैसे खोएं?

दोहराना

• विद्युत धारा क्या है?
• धारा के अस्तित्व के लिए क्या स्थितियाँ हैं?
• आप धारा की कौन-सी क्रियाएँ जानते हैं?
• धारा की दिशा क्या है?
• विद्युत परिपथ में धारा का मान क्या होता है?
• धारा की इकाई क्या है?
• धारा शक्ति किस मात्रा पर निर्भर करती है?
• चालक में धारा संचरण की गति क्या है?
• इलेक्ट्रॉनों की क्रमबद्ध गति की गति क्या है?
• क्या प्रतिरोध धारा और वोल्टेज पर निर्भर करता है?
• श्रृंखला के एक भाग और पूरी श्रृंखला के लिए ओम का नियम कैसे तैयार किया जाता है?

धातुओं में आवेश वाहकों की प्रकृति

रिक्के का अनुभव (जर्मन) - 1901 वर्ष! एम = स्थिरांक, ये आयन नहीं हैं!

मंडेलस्टैम और पापलेक्सी (1913)

स्टीवर्ट और टोलमैन (1916)

धारा की दिशा में -

द्वारा І जे आई - क्यू ⁄ एम = ई ⁄ एम) है इलेक्ट्रॉन!

धातुओं में विद्युत धारा इलेक्ट्रॉनों की निर्देशित गति है।

धातुओं की विद्युत चालकता का सिद्धांत

पी. ड्रूस, 1900:

• मुक्त इलेक्ट्रॉन - "इलेक्ट्रॉनिक गैस";
• इलेक्ट्रॉन न्यूटन के नियमों के अनुसार चलते हैं;
• मुक्त इलेक्ट्रॉन क्रिस्टल आयनों से टकराते हैं। झंझरी;
• टकराव पर, इलेक्ट्रॉन अपनी गतिज ऊर्जा को आयनों में स्थानांतरित करते हैं;
• औसत गति तीव्रता के समानुपाती होती है और इसलिए, संभावित अंतर;

आर=एफ( ρ, एल, एस, टी)

प्रतिरोध थर्मामीटर

लाभ: बहुत कम और बहुत अधिक तापमान मापने में मदद करता है।

अतिचालकता

तरल हीलियम में पारा

यह व्याख्या क्वांटम सिद्धांत पर आधारित है।

डी. बार्डीन, एल. कूपर, डी. श्राइफ़र (अमेरिका) और

एन. बोगोल्युबोव (1957 में सह-छात्र)

और:

• उच्च धाराएँ, चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करना;
• बिना हानि के बिजली का संचरण।

नियंत्रण परीक्षण

• धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन कैसे गति करते हैं?

A. कड़ाई से परिभाषित क्रम में। बी. यादृच्छिक रूप से. बी अर्दली।

• विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन कैसे गति करते हैं?

उ. उच्छृंखल। बी अर्दली। B. विद्युत क्षेत्र की दिशा में आदेश दिया गया। जी. विद्युत क्षेत्र के विपरीत दिशा में व्यवस्थित।

• . धातुओं के क्रिस्टल जाली के नोड्स पर कौन से कण स्थित होते हैं और उन पर क्या चार्ज होता है?

ए. नकारात्मक आयन. बी इलेक्ट्रॉन। बी. सकारात्मक आयन.

• विद्युत लैंप में विद्युत धारा के किस प्रभाव का प्रयोग किया जाता है?

ए. चुंबकीय. बी थर्मल। बी. रसायन. जी. प्रकाश और थर्मल.

• किन कणों की गति को चालक में धारा की दिशा माना जाता है?

ए.इलेक्ट्रोनोव। बी. नकारात्मक आयन. बी. सकारात्मक आरोप.

• जब धातुओं में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो वे गर्म क्यों हो जाती हैं?

A. मुक्त इलेक्ट्रॉन एक दूसरे से टकराते हैं। B. मुक्त इलेक्ट्रॉन आयनों से टकराते हैं। B. आयन आयनों से टकराते हैं।

• ठंडा होने पर धातुओं का प्रतिरोध कैसे बदल जाता है?

ए. बढ़ जाता है. बी. घटता है. बी. नहीं बदलता.

1 . बी. 2.जी. 3.बी. 4.जी. 5.बी. 6.बी. 7.बी.

समस्या का समाधान करो

1. 23 के तापमान पर एक विद्युत लैंप के टंगस्टन फिलामेंट का विद्युत प्रतिरोध °C 4 ओम के बराबर है।

0°C पर फिलामेंट का विद्युत प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।

(उत्तरः 3.6 ओम)

2. 0°C पर टंगस्टन फिलामेंट का विद्युत प्रतिरोध 3.6 ओम है। विद्युत प्रतिरोध ज्ञात कीजिए

2700 K के तापमान पर.

(उत्तर: 45.5 ओम)

3. 20°C पर तार का विद्युत प्रतिरोध 25 ओम है, 60°C पर यह 20 ओम है। पाना

विद्युत प्रतिरोध का तापमान गुणांक।

(उत्तर: 0.0045 K¯¹)

धातुओं में विद्युत धारा सव्वातीवा स्वेतलाना निकोलायेवना, भौतिकी के शिक्षक, टवर क्षेत्र के बोलोगोव्स्की जिले के एमबीओयू "केमेत्सकाया माध्यमिक विद्यालय"। आज पाठ में रहस्य स्पष्ट हो जाता है. "धातुओं में धारा वाहक" की अवधारणा के पीछे क्या छिपा है?धातुओं की विद्युत चालकता के शास्त्रीय सिद्धांत की कठिनाइयाँ क्या हैं? तापदीप्त बल्ब क्यों जल जाते हैं? चालू करने पर वे क्यों जल जाते हैं?प्रतिरोध कैसे खोएं? दोहराना

• विद्युत धारा क्या है?
• धारा के अस्तित्व के लिए क्या स्थितियाँ हैं?
• आप धारा की कौन-सी क्रियाएँ जानते हैं?
• धारा की दिशा क्या है?
• विद्युत परिपथ में धारा का मान क्या होता है?
• धारा की इकाई क्या है?
• धारा शक्ति किस मात्रा पर निर्भर करती है?
• चालक में धारा संचरण की गति क्या है?
• इलेक्ट्रॉनों की क्रमबद्ध गति की गति क्या है?
• क्या प्रतिरोध धारा और वोल्टेज पर निर्भर करता है?
• श्रृंखला के एक भाग और पूरी श्रृंखला के लिए ओम का नियम कैसे तैयार किया जाता है?

विभिन्न पदार्थों की विद्युत चालकता

मंडेलस्टैम और पापलेक्सी (1913)

स्टीवर्ट और टोलमैन (1916)

धारा की दिशा में -< 0

І J I - q ⁄ m = e ⁄ m ) द्वारा ये इलेक्ट्रॉन हैं!

रिक्के का अनुभव (जर्मन) - 1901 वर्ष! एम = स्थिरांक, ये आयन नहीं हैं!

धातुओं में आवेश वाहकों की प्रकृति

धातुओं में विद्युत धारा इलेक्ट्रॉनों की निर्देशित गति है।

धातुओं की विद्युत चालकता का सिद्धांत

पी. ड्रूस, 1900:

• मुक्त इलेक्ट्रॉन - "इलेक्ट्रॉनिक गैस";
• इलेक्ट्रॉन न्यूटन के नियमों के अनुसार चलते हैं;
• मुक्त इलेक्ट्रॉन क्रिस्टल आयनों से टकराते हैं। झंझरी;
• टकराव पर, इलेक्ट्रॉन अपनी गतिज ऊर्जा को आयनों में स्थानांतरित करते हैं;
• औसत गति तीव्रता के समानुपाती होती है और इसलिए, संभावित अंतर;

आर= एफ (ρ, एल, एस, टी)

प्रतिरोध थर्मामीटर

लाभ: बहुत कम और बहुत अधिक तापमान मापने में मदद करता है।

अतिचालकता तरल हीलियम में पारा

यह व्याख्या क्वांटम सिद्धांत पर आधारित है।

डी. बार्डीन, एल. कूपर, डी. श्राइफ़र (अमेरिका) और

एन. बोगोल्युबोव (1957 में सह-छात्र)

अतिचालकता का अनुप्रयोग!

• उच्च धाराएँ, चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करना;
• बिना हानि के बिजली का संचरण।

नियंत्रण परीक्षण

• धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन कैसे गति करते हैं?
A. कड़ाई से परिभाषित क्रम में। बी. यादृच्छिक रूप से. बी अर्दली।
• विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉन कैसे गति करते हैं?
उ. उच्छृंखल। बी अर्दली। B. विद्युत क्षेत्र की दिशा में आदेश दिया गया। जी. विद्युत क्षेत्र के विपरीत दिशा में व्यवस्थित।
• .धातुओं के क्रिस्टल जाली के नोड्स पर कौन से कण स्थित होते हैं और उन पर क्या चार्ज होता है?
ए. नकारात्मक आयन. बी इलेक्ट्रॉन। बी. सकारात्मक आयन.
• विद्युत लैंप में विद्युत धारा के किस प्रभाव का प्रयोग किया जाता है?
ए. चुंबकीय. बी थर्मल। बी. रसायन. जी. प्रकाश और थर्मल.
• किन कणों की गति को चालक में धारा की दिशा माना जाता है?
ए.इलेक्ट्रोनोव। बी. नकारात्मक आयन. बी. सकारात्मक आरोप.
• जब धातुओं में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है तो वे गर्म क्यों हो जाती हैं?
A. मुक्त इलेक्ट्रॉन एक दूसरे से टकराते हैं। B. मुक्त इलेक्ट्रॉन आयनों से टकराते हैं। B. आयन आयनों से टकराते हैं।
• ठंडा होने पर धातुओं का प्रतिरोध कैसे बदल जाता है?
ए. बढ़ जाता है. बी. घटता है. बी. नहीं बदलता. 1. बी. 2. डी. 3.बी. 4.जी. 5.बी. 6.बी. 7.बी.

समस्या का समाधान करो

1. 23 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक विद्युत लैंप के टंगस्टन फिलामेंट का विद्युत प्रतिरोध 4 ओम है।

0°C पर फिलामेंट का विद्युत प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।

(उत्तरः 3.6 ओम)

2. 0°C पर टंगस्टन फिलामेंट का विद्युत प्रतिरोध 3.6 ओम है। विद्युत प्रतिरोध ज्ञात कीजिए

2700 K के तापमान पर.

(उत्तर: 45.5 ओम)

3. 20°C पर तार का विद्युत प्रतिरोध 25 ओम है, 60°C पर यह 20 ओम है। पाना

विद्युत प्रतिरोध का तापमान गुणांक।

धातुओं में विद्युत धारा क्या है?

धातुओं में विद्युत धारा -यह विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत इलेक्ट्रॉनों की क्रमबद्ध गति है। प्रयोगों से पता चलता है कि जब किसी धातु चालक से धारा प्रवाहित होती है, तो पदार्थ का कोई स्थानांतरण नहीं होता है, इसलिए, धातु आयन विद्युत आवेश के स्थानांतरण में भाग नहीं लेते हैं।

धातुओं में विद्युत धारा की प्रकृति

धातु के चालकों में विद्युत धारा उनके गर्म होने के अलावा इन चालकों में कोई परिवर्तन नहीं लाती।

किसी धातु में चालन इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता बहुत अधिक होती है: परिमाण के क्रम में यह धातु के प्रति इकाई आयतन में परमाणुओं की संख्या के बराबर होती है। धातुओं में इलेक्ट्रॉन निरंतर गति में रहते हैं। उनकी यादृच्छिक गति आदर्श गैस अणुओं की गति के समान होती है। इससे यह विश्वास करने का कारण मिला कि धातुओं में इलेक्ट्रॉन एक प्रकार की इलेक्ट्रॉन गैस बनाते हैं। लेकिन किसी धातु में इलेक्ट्रॉनों की यादृच्छिक गति की गति गैस में अणुओं की गति से बहुत अधिक होती है।

ई. रिक्के अनुभव

जर्मन भौतिक विज्ञानी कार्ल रिक्के ने एक प्रयोग किया जिसमें एक दूसरे के खिलाफ दबाए गए तीन पॉलिश सिलेंडरों - तांबा, एल्यूमीनियम और फिर से तांबे - के माध्यम से एक वर्ष तक विद्युत प्रवाह पारित किया गया। पूरा होने के बाद, यह पाया गया कि धातुओं के पारस्परिक प्रवेश के केवल मामूली निशान हैं, जो ठोस पदार्थों में परमाणुओं के सामान्य प्रसार के परिणामों से अधिक नहीं हैं। उच्च स्तर की सटीकता के साथ किए गए माप से पता चला कि प्रत्येक सिलेंडर का द्रव्यमान अपरिवर्तित रहा। चूँकि तांबे और एल्यूमीनियम परमाणुओं का द्रव्यमान एक दूसरे से काफी भिन्न होता है, यदि चार्ज वाहक आयन होते तो सिलेंडर के द्रव्यमान में उल्लेखनीय परिवर्तन होता। इसलिए, धातुओं में मुक्त आवेश वाहक आयन नहीं होते हैं। सिलेंडरों से होकर गुजरने वाला विशाल चार्ज स्पष्ट रूप से उन कणों द्वारा ले जाया गया था जो तांबे और एल्यूमीनियम दोनों में समान हैं। यह मान लेना स्वाभाविक है कि यह मुक्त इलेक्ट्रॉन ही हैं जो धातुओं में विद्युत धारा प्रवाहित करते हैं।

कार्ल विक्टर एडुआर्ड रिक्के

अनुभव एल.आई. मंडेलश्तामा और एन.डी. पपेलेक्सी

1913 में रूसी वैज्ञानिकों एल.आई.मंडेलस्टाम और एन.डी.पापलेक्सी ने एक मूल प्रयोग किया। तार के साथ कुंडल अलग-अलग दिशाओं में मुड़ने लगी। घड़ी की सुई की दिशा में घूमें, फिर अचानक रुकें और - पीछे जाएँ। उन्होंने कुछ इस तरह तर्क दिया: यदि इलेक्ट्रॉनों में वास्तव में द्रव्यमान होता है, तो जब कुंडल अचानक बंद हो जाता है, तो इलेक्ट्रॉनों को कुछ समय तक जड़ता से चलते रहना चाहिए। और वैसा ही हुआ. हमने एक टेलीफोन को तार के सिरे से जोड़ा और एक आवाज सुनी, जिसका मतलब था कि इसमें करंट प्रवाहित हो रहा था।

मंडेलस्टैम लियोनिद इसाकोविच

निकोलाई दिमित्रिच पैपलेक्सी (1880-1947)

टी. स्टुअर्ट और आर. टॉल्मन का अनुभव

मंडेलस्टाम और पापलेक्सी के अनुभव को 1916 में अमेरिकी वैज्ञानिकों टॉलमैन और स्टुअर्ट ने दोहराया।

• पतले तार की बड़ी संख्या में घुमावों वाली एक कुंडली को अपनी धुरी के चारों ओर तेजी से घुमाने के लिए लाया गया। कुंडल के सिरे लचीले तारों से एक संवेदनशील बैलिस्टिक गैल्वेनोमीटर से जुड़े हुए थे। बिना मुड़ी हुई कुंडल तेजी से धीमी हो गई, आवेश वाहकों की जड़ता के कारण सर्किट में एक अल्पकालिक धारा उत्पन्न हो गई। सर्किट के माध्यम से बहने वाले कुल चार्ज को गैल्वेनोमीटर सुई के विक्षेपण द्वारा मापा जाता था।

बटलर स्टुअर्ट थॉमस

रिचर्ड चेज़ टॉल्मन

शास्त्रीय इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत

यह धारणा कि धातुओं में विद्युत प्रवाह के लिए इलेक्ट्रॉन जिम्मेदार हैं, स्टीवर्ट और टॉलमैन के प्रयोग से पहले भी अस्तित्व में था। 1900 में, जर्मन वैज्ञानिक पी. ड्रूड ने धातुओं में मुक्त इलेक्ट्रॉनों के अस्तित्व की परिकल्पना के आधार पर धातुओं की चालकता का अपना इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत बनाया, जिसका नाम उनके नाम पर रखा गया। शास्त्रीय इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत . इस सिद्धांत के अनुसार, धातुओं में इलेक्ट्रॉन एक आदर्श गैस की तरह, एक इलेक्ट्रॉन गैस की तरह व्यवहार करते हैं। यह धातु के क्रिस्टल जाली बनाने वाले आयनों के बीच की जगह को भरता है

यह चित्र किसी धातु के क्रिस्टल जाली में मुक्त इलेक्ट्रॉनों में से एक के प्रक्षेप पथ को दर्शाता है

सिद्धांत के मुख्य प्रावधान:

• धातुओं में बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति उनकी अच्छी चालकता में योगदान करती है।
• बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, इलेक्ट्रॉनों की यादृच्छिक गति पर एक क्रमबद्ध गति आरोपित होती है, अर्थात। करंट होता है.
• किसी धातु चालक से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा की तीव्रता है:
• चूंकि अलग-अलग पदार्थों की आंतरिक संरचना अलग-अलग होती है, इसलिए प्रतिरोध भी अलग-अलग होगा।
• किसी पदार्थ के कणों की अराजक गति में वृद्धि के साथ, शरीर गर्म हो जाता है, अर्थात। उष्मा निकालना। यहाँ जूल-लेन्ज़ नियम का पालन किया जाता है:

एल \u003d ई * एन * एस * Ū डी

धातुओं और मिश्रधातुओं की अतिचालकता

• कुछ धातुओं और मिश्र धातुओं में अतिचालकता होती है, जब वे एक निश्चित मूल्य (महत्वपूर्ण तापमान) से नीचे तापमान तक पहुंचते हैं तो सख्ती से शून्य विद्युत प्रतिरोध होने की संपत्ति होती है।

अतिचालकता की घटना की खोज डच भौतिक विज्ञानी एच. कैमरलिंग - ओहनेस ने 1911 में पारा (T cr = 4.2 o K) में की थी।

विद्युत धारा अनुप्रयोग:

• मजबूत चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करना
• स्रोत से उपभोक्ता तक बिजली का संचरण
• हीटिंग उपकरणों में जनरेटर, इलेक्ट्रिक मोटर और एक्सेलेरेटर में सुपरकंडक्टिंग वाइंडिंग के साथ शक्तिशाली विद्युत चुम्बक

वर्तमान में, ऊर्जा क्षेत्र में तारों के माध्यम से बिजली के संचरण के दौरान बड़े नुकसान से जुड़ी एक बड़ी समस्या है।

समस्या का संभावित समाधान:

अतिरिक्त ट्रांसमिशन लाइनों का निर्माण - बड़े क्रॉस-सेक्शन वाले तारों का प्रतिस्थापन - वोल्टेज वृद्धि - चरण विभाजन

धातुओं में विद्युत धारा

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चालकता के इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के मूल सिद्धांत 20वीं शताब्दी की शुरुआत में, धातुओं की चालकता का शास्त्रीय इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत बनाया गया था (पी. ड्रूड, 1900, एच. लोरेंज, 1904), जिसने अधिकांश की सरल और दृश्य व्याख्या दी धातुओं के विद्युत और तापीय गुण। पॉल ड्रूड कार्ल लुडविग - जर्मन भौतिक विज्ञानी हेंड्रिक एंटोन लोरेन्ज़ - डच भौतिक विज्ञानी

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इलेक्ट्रॉनों की गति शास्त्रीय यांत्रिकी के नियमों का पालन करती है। इलेक्ट्रॉन एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया नहीं करते हैं। इलेक्ट्रॉन केवल क्रिस्टल जाली के आयनों के साथ बातचीत करते हैं, यह बातचीत टकराव में बदल जाती है। टकरावों के बीच के अंतराल में, इलेक्ट्रॉन स्वतंत्र रूप से चलते हैं। चालन इलेक्ट्रॉन एक आदर्श गैस की तरह एक "इलेक्ट्रॉन गैस" बनाते हैं। "इलेक्ट्रॉनिक गैस" एक आदर्श गैस के नियमों का पालन करती है। किसी भी टकराव में, इलेक्ट्रॉन सभी संचित ऊर्जा को स्थानांतरित कर देता है। शास्त्रीय इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत ड्रूड - लोरेंत्ज़।

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धातुओं में विद्युत धारा धातु के क्रिस्टल जाली के आयन धारा के निर्माण में भाग नहीं लेते हैं। धारा के प्रवाह के दौरान उनकी गति का मतलब कंडक्टर के साथ पदार्थ का स्थानांतरण होगा, जो नहीं देखा गया है। उदाहरण के लिए, ई. रिक्के (1901) के प्रयोगों में, वर्ष के दौरान धारा प्रवाहित होने पर चालक के द्रव्यमान और रासायनिक संरचना में कोई बदलाव नहीं आया।

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निष्कर्ष: पदार्थ का कोई स्थानांतरण नहीं होता है\u003d\u003e 1) धातु आयन विद्युत आवेश के स्थानांतरण में भाग नहीं लेते हैं। 2) आवेश वाहक - कण जो सभी धातुओं का निर्माण करते हैं रिक्के 1901 का अनुभव

स्लाइड 6: इलेक्ट्रॉन एक दूसरे के साथ नहीं, बल्कि क्रिस्टल जाली के आयनों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। प्रत्येक टकराव के साथ, इलेक्ट्रॉन अपनी गतिज ऊर्जा स्थानांतरित करता है

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प्रायोगिक प्रमाण कि धातुओं में धारा मुक्त इलेक्ट्रॉनों द्वारा निर्मित होती है, एल.आई. के प्रयोगों में दिया गया था। मंडेलस्टैम और एन. डी. पापलेक्सी (1913, परिणाम प्रकाशित नहीं हुए), साथ ही टी. स्टीवर्ट और आर. टॉल्मन (1916)। उन्होंने पाया कि जब तेजी से घूमने वाली कुंडली अचानक बंद हो जाती है, तो कुंडली के चालक में एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है, जो नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कणों - इलेक्ट्रॉनों द्वारा निर्मित होता है।

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मंडेलस्टाम और पापलेक्सी का अनुभव निष्कर्ष: विद्युत आवेश वाहक 1913 जड़ता से चलते हैं

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टॉलमैन और स्टीवर्ट का अनुभव निष्कर्ष: धातु में आवेश वाहक नकारात्मक रूप से आवेशित कण होते हैं। सम्बन्ध= > धातुओं में विद्युत धारा इलेक्ट्रॉनों की गति के कारण होती है 1916

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स्लाइड 10: आयन संतुलन स्थिति के निकट थर्मल कंपन करते हैं - क्रिस्टल जाली के नोड्स। मुक्त इलेक्ट्रॉन बेतरतीब ढंग से चलते हैं और अपनी गति के दौरान क्रिस्टल जाली के आयनों से टकराते हैं।

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एक धात्विक कंडक्टर में शामिल हैं: संतुलन स्थिति के चारों ओर सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन, और 2) मुक्त इलेक्ट्रॉन जो कंडक्टर के पूरे आयतन में घूम सकते हैं। किसी धातु में, विद्युत क्षेत्र की अनुपस्थिति में, चालन इलेक्ट्रॉन बेतरतीब ढंग से चलते हैं और टकराते हैं, अक्सर क्रिस्टल जाली के आयनों के साथ। इन इलेक्ट्रॉनों की समग्रता को लगभग एक प्रकार की इलेक्ट्रॉन गैस माना जा सकता है जो एक आदर्श गैस के नियमों का पालन करती है। कमरे के तापमान पर इलेक्ट्रॉनों की तापीय गति की औसत गति लगभग 105 मीटर/सेकेंड है।

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तापमान पर कंडक्टर प्रतिरोध आर की निर्भरता: गर्म होने पर, कंडक्टर के आयाम थोड़ा बदलते हैं, लेकिन मुख्य रूप से प्रतिरोधकता बदल जाती है। कंडक्टर का विशिष्ट प्रतिरोध तापमान पर निर्भर करता है: जहां rho 0 डिग्री पर विशिष्ट प्रतिरोध है, t तापमान है, प्रतिरोध का तापमान गुणांक है (यानी एक डिग्री गर्म होने पर कंडक्टर की प्रतिरोधकता में सापेक्ष परिवर्तन)

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सभी धात्विक कंडक्टरों के लिए, α > 0 और तापमान के साथ थोड़ा बदलता है। 0° से 100°C के तापमान वाले अधिकांश धातुओं के लिए, गुणांक α 3.3⋅10–3 से 6.2⋅10–3 K–1 (तालिका 1) तक भिन्न होता है। रासायनिक रूप से शुद्ध धातुओं में विशेष मिश्रधातुएँ होती हैं, जिनका प्रतिरोध गर्म होने पर व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है, उदाहरण के लिए, मैंगनीन और कॉन्स्टेंटन। उनके प्रतिरोध का तापमान गुणांक बहुत कम है और क्रमशः 1⋅10–5 K-1 और 5⋅10–5 K-1 के बराबर है।

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इस प्रकार, धातु कंडक्टरों के लिए, बढ़ते तापमान के साथ, प्रतिरोधकता बढ़ जाती है, कंडक्टर का प्रतिरोध बढ़ जाता है, और सर्किट में विद्युत प्रवाह कम हो जाता है। तापमान में परिवर्तन के साथ एक कंडक्टर के प्रतिरोध की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है: आर = आरओ (1 + टी) जहां आरओ 0 डिग्री सेल्सियस पर कंडक्टर का प्रतिरोध है टी कंडक्टर का तापमान है - प्रतिरोध का तापमान गुणांक

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स्लाइड 15: कंडक्टर प्रतिरोध

प्रतिरोध एक भौतिक मात्रा है जो आवेशों की निर्देशित गति के लिए एक कंडक्टर के प्रतिरोध की डिग्री को दर्शाती है। प्रतिरोधकता इकाई लंबाई और इकाई क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के एक बेलनाकार कंडक्टर का प्रतिरोध है। सुपरकंडक्टिविटी एक भौतिक घटना है जिसमें एक निश्चित महत्वपूर्ण तापमान (टी करोड़) - प्रतिरोधकता, - कंडक्टर की लंबाई, एस - क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र \u003d (1 + ∆ टी) - टी \u003d पर प्रतिरोध में शून्य के प्रतिरोध में अचानक गिरावट शामिल है। 20 0 सी; - प्रतिरोध का तापमान गुणांक = 1/273 0 K -1 ∆ T - तापमान परिवर्तन T, K 0 धातु सुपरकंडक्टर T cr 293

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अतिचालकता, कई कंडक्टरों की एक संपत्ति है, जिसमें यह तथ्य शामिल है कि एक निश्चित महत्वपूर्ण तापमान टी के से नीचे ठंडा होने पर उनका विद्युत प्रतिरोध अचानक शून्य हो जाता है, जो किसी दिए गए सामग्री की विशेषता है। सी. 25 से अधिक धात्विक तत्वों, बड़ी संख्या में मिश्रधातुओं और अंतरधात्विक यौगिकों और कुछ अर्धचालकों में भी पाया जाता है।

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1911 में, डच भौतिक विज्ञानी कैमरलिंग-ओन्स ने पाया कि जब पारा को तरल हीलियम में ठंडा किया जाता है, तो इसका प्रतिरोध पहले धीरे-धीरे बदलता है, और फिर 4.2 K के तापमान पर तेजी से शून्य तक गिर जाता है।

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जी. कामेरलिंग-ओन्स को 1913 में "कम तापमान पर पदार्थ के गुणों के अध्ययन के लिए" भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। बाद में यह पाया गया कि 25 से अधिक रासायनिक तत्व - धातुएँ बहुत कम तापमान पर अतिचालक बन जाते हैं। उनमें से प्रत्येक का शून्य प्रतिरोध वाली अवस्था में अपना स्वयं का महत्वपूर्ण संक्रमण तापमान होता है। टंगस्टन के लिए इसका न्यूनतम मान 0.012 K है, नाइओबियम के लिए उच्चतम 9 K है। अतिचालकता न केवल शुद्ध धातुओं में, बल्कि कई रासायनिक यौगिकों और मिश्र धातुओं में भी देखी जाती है। इस मामले में, तत्व स्वयं, जो अतिचालक यौगिक का हिस्सा हैं, अतिचालक नहीं हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, NiBi, Au2Bi, PdTe, PtSb और अन्य। 1986 तक, सुपरकंडक्टर्स को यह गुण बहुत कम तापमान, -259°C से नीचे, के लिए जाना जाता था। 1986-1987 में, लगभग -173 डिग्री सेल्सियस की सुपरकंडक्टिंग अवस्था में संक्रमण तापमान वाली सामग्रियों की खोज की गई थी। इस घटना को उच्च तापमान अतिचालकता कहा जाता है, और इसका निरीक्षण करने के लिए तरल हीलियम के बजाय तरल नाइट्रोजन का उपयोग किया जा सकता है।

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स्लाइड 19: अतिचालकता

शिक्षाविद् वी.एल. गिन्ज़बर्ग, अतिचालकता पर अपने काम के लिए नोबेल पुरस्कार विजेता

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स्लाइड 20: धातुओं और मिश्र धातुओं की अतिचालकता

T = 0 K के करीब तापमान पर कई धातुओं और मिश्र धातुओं के लिए, प्रतिरोधकता में तेज कमी देखी जाती है - इस घटना को धातुओं की अतिचालकता कहा जाता है। इसकी खोज डच भौतिक विज्ञानी एच. कैमरलिंग - ओहनेस ने 1911 में पारे (T cr = 4.2 o K) में की थी। टी पी 0

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स्लाइड 21: सामान्य जानकारी

लगभग आधी धातुओं और कई सौ मिश्र धातुओं में अतिचालकता का गुण होता है। अतिचालक गुण क्रिस्टल संरचना के प्रकार पर निर्भर करते हैं। इसे बदलने से पदार्थ को सामान्य से अतिचालक अवस्था में स्थानांतरित किया जा सकता है। अतिचालक अवस्था में जाने वाले तत्वों के समस्थानिकों का क्रांतिक तापमान समस्थानिकों के द्रव्यमान से संबंध द्वारा संबंधित होता है: T e (M e) 1/2 = स्थिरांक (आइसोटोप प्रभाव) एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र अतिचालकता के प्रभाव को नष्ट कर देता है। इसलिए, जब चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो अतिचालकता का गुण गायब हो सकता है।

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स्लाइड 22: अशुद्धियों पर प्रतिक्रिया

सुपरकंडक्टर में अशुद्धता का परिचय सुपरकंडक्टिंग स्थिति में संक्रमण की तीव्रता को कम कर देता है। सामान्य धातुओं में, धारा लगभग 10 -12 सेकंड के बाद गायब हो जाती है। एक सुपरकंडक्टर में, धारा वर्षों (सैद्धांतिक रूप से 105 वर्ष!) तक प्रसारित हो सकती है।

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स्लाइड 23: अतिचालकता की भौतिक प्रकृति

सुपरकंडक्टिविटी की घटना को केवल क्वांटम अवधारणाओं की मदद से समझा और प्रमाणित किया जा सकता है। इन्हें 1957 में अमेरिकी वैज्ञानिकों जे. बार्डिन, एल. कूपर, जे. श्राइफ़र और सोवियत शिक्षाविद् एन.एन. द्वारा प्रस्तुत किया गया था। बोगोल्युबोव। 1986 में, लैंथेनम, बेरियम और अन्य तत्वों के यौगिकों की उच्च तापमान वाली अतिचालकता की खोज की गई (T = 100 0 K तरल नाइट्रोजन का क्वथनांक है)।

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हालाँकि, शून्य प्रतिरोध अतिचालकता की एकमात्र पहचान नहीं है। ड्रूड सिद्धांत से यह भी ज्ञात होता है कि तापमान घटने से धातुओं की चालकता बढ़ती है, अर्थात् विद्युत प्रतिरोध शून्य हो जाता है।

स्थिर सुपरकंडक्टर से शुरू होकर, चुंबक अपने आप ऊपर तैरता रहता है और तब तक ऊपर उठता रहता है जब तक बाहरी परिस्थितियाँ सुपरकंडक्टर को सुपरकंडक्टिंग चरण से बाहर नहीं ले जाती हैं। इस प्रभाव के परिणामस्वरूप, एक सुपरकंडक्टर के पास जाने वाला चुंबक बिल्कुल उसी आकार के विपरीत ध्रुवता वाले चुंबक को "देखेगा", जो उत्तोलन का कारण बनता है।

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स्लाइड 27: अतिचालकता का अनुप्रयोग

1. सुपरकंडक्टिंग वाइंडिंग वाले शक्तिशाली विद्युत चुम्बकों का निर्माण किया जा रहा है, जो लंबे समय तक बिजली की खपत किए बिना एक चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं, क्योंकि कोई ऊष्मा विमोचन नहीं होता. 2. सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट का उपयोग प्राथमिक कण त्वरक, मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक और जनरेटर में किया जाता है जो चुंबकीय क्षेत्र में चलती गर्म आयनित गैस के जेट की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। 3. निकट भविष्य में उच्च तापमान वाली अतिचालकता से रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और रेडियो इंजीनियरिंग में तकनीकी क्रांति आ जाएगी। 4. यदि कमरे के तापमान पर सुपरकंडक्टर्स बनाना संभव है, तो जनरेटर और इलेक्ट्रिक मोटर बेहद कॉम्पैक्ट हो जाएंगे और बिना नुकसान के लंबी दूरी तक बिजली पहुंचाना संभव होगा।

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प्रस्तुति की अंतिम स्लाइड: धातुओं में विद्युत धारा: प्रयुक्त संसाधन:

http://www.physbook.ru/index.php/ T._Electronic_conductivity_of_metals http://class-fizika.naroad.ru/10_9.htm