第43章 第一项的反馈,超导的希望?(第二更/三更)(2/2)
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甚至,我们要从导体和绝缘体开始讲起。
导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质。
而绝缘体就是反过来,指电阻率很大的物质。
在常温条件下,导体和绝缘体的区别,实际上就在于该物质内部,是否存在大量可自由移动的带电粒子,也就是被称为载流子的存在。
常规来讲,金属通常都具有良好的导电性,就是因为金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚,而成为自由电子。
在外部电压的作用下,这批自由电子就会顺应着移动,带负电的电子移动的方向,就是人为规定的电流的反向——为什么是方向呢,因为当时电学的先驱们没有想到带着电跑的载流子居然是个带负电的存在。
总而言之,这就是金属导电的原理。
而导体和绝缘体的定义区别,就在于常温的普通条件下,电子是否容易成为自由电子以在外部电压的作用下移动。
只是,无论常规导体有多么方便搭建成为“高速路”,方便电子在上面跑路。
这路上还是有着阻拦电子跑路的车流——那就是留下的正离子(原子实)形成的规则点阵。
这些阻碍电子移动的力量,人们就将其定义为电阻。
常规情况下,温度越高,单质的原子,或者化合物的分子,它们的活动就会因为内能的增加而加剧。
就好像“高速路”上的车流更加激烈,让电子这辆快车无法像之前路况良好那样快速移动。
这就是温度越高,电阻越大的原因。
而了解了导体、绝缘体和电阻的知识之后,人类就开始寻求超导体。
也就是,电阻尽可能地不存在的导体。
常规的解决思路也很简单,使用大量的能量,将温度降下来。
只要温度足够低,假设低到了绝对零度之后,分子和单质原子的运动就会停止,到时候电子上路,就好像在一个大家的车都停在原地的,只属于它的车道上行驶,自然电阻就几乎归零了。
但是这样的方法,往往就是成本超过了获得。
输送的这一点电能,还不够降温的,纯纯的亏本生意。
所以,现在大家常规情况下寻求的超导体,其实是常温超导体,再不济,也得是低温超导体。(这里的低温指的是不太低,可以轻松用液氮或者冷库空调就能获得的常规低温而非极限低温)