超越自由：神奇的超导体（修订版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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章立源 著

图书标签:

• 超导体
• 物理学
• 材料科学
• 凝聚态物理
• 量子力学
• 科学普及
• 技术前沿
• 能源
• 未来科技
• 创新

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030477224

版次：31

商品编码：12337946

包装：平装

丛书名： 物理改变世界

开本：16开

出版时间：2018-04-01

页数：164

字数：222000

正文语种：中文

内容简介

自1911年卡末林·昂内斯首次发现超导电以来，这一研究领域持续受到广泛关注，先后有众多科学家获得诺贝尔物理学奖，除了卡末林·昂内斯，还有超导微观理论的创始人巴丁、库珀、徐瑞弗，超导电子学领域开拓者约瑟夫森，高温铜氧化物超导体的发现者柏诺兹和缪勒，以及提出有关实用超导材料第二类超导体理论的阿布里科索夫，可见超导体研究不断出现突破性的进展，或在概念上对其他研究领域有重要启示。
　　**自由：神奇的超导体（修订版）》详细描述了超导体研究有关工作，并对超导应用前景进行了展望，超导的应用开发是本世纪在节能和探微方面高科技的方向之一。

目录

目录
丛书修订版前言 i
丛书序 iii
前言 v
第一章 超导的发现 1
奇异的低温世界，超导与超流 1
超导体是完全导体吗 8
对超导未来的畅想 13
第二章 揭开超导之谜I 17
从超导体的电子比热谈起 17
二流体模型 20
以二流体模型为基础说明超导的几个实验事实 24
超导体电动力学 27
第三章 揭开超导之谜Ⅱ 30
同位素效应 30
超导能隙 33
时机已经成熟 37
电子-晶格相互作用 39
库珀电子对 45
超导基态——T=0K的超导体 49
第四章 第二类超导体 53
第二类超导体，奇妙的磁通线格子 53
界面能 56
混合态究竟是怎么回事 61
磁通量子 64
不可逆磁化曲线，非理想的第二类超导体 66
非理想第二类超导体的临界电流 68
第五章 超导隧道结 74
微观粒子的“穿山”本领 74
NIS结中的隧道效应 77
SIS结中的隧道效应 81
约瑟夫森隧道电流效应 84
磁场对直流效应的影响 86
微波照射下结的I-V特性 88
超导结的各种形式 89
第六章 千方百计提高超导临界温度 91
超导临界温度能够提高吗 91
激子超导电性 93
金属氢 98
Te与晶体结构、组分的关系 102
高压强下的超导电性 110
关于生物超导体 112
第七章 超导应用及其展望 113
超导磁体 113
超导隧道效应的应用 123
第八章 高温超导 130
高温超导技术——21世纪的高新技术之一 130
液氮温区高Te超导材料的发现 131
高温铜氧化物超导体的特性 139
关于高温铜氧化物超导电性机制的若干问题 146
高温超导技术应用展望 153
结束语 158
后记 161

超越自由：神奇的超导体（修订版） 探寻物质的终极边界，解锁未来的无限可能 在人类文明的长河中，我们从未停止对未知世界的探索，也从未放弃对物质本质的追问。从钻木取火的原始智慧，到量子世界的奇妙纷呈，每一次科学的飞跃都深刻地改变了我们的生活，拓展了认知的疆域。而在众多令人心驰神往的科学前沿领域中，超导体以其颠覆性的物理特性，宛如一颗璀璨的明星，吸引着无数科学家的目光，也预示着一个激动人心的未来。 《超越自由：神奇的超导体（修订版）》并非一本简单的科普读物，它是一次深入物质世界内核的旅程，一次对“零电阻”这一奇迹般现象的深度解读，更是一次对超导体背后深刻物理原理及其潜在应用前景的全面梳理。本书旨在带领读者，跨越物理学的门槛，领略超导体带来的震撼，感受科学的魅力，并一同展望它将如何重塑我们的世界。 第一章：电阻的束缚与自由的渴望——认识电阻的由来与超导的诞生 在本章，我们将从最基础的层面出发，回顾电阻这一我们日常生活中习以为常却又常常带来能量损耗的物理现象。我们将理解为什么金属导体会发热，为什么电力传输会伴随能量的损失。借由对电阻的深刻理解，本书将自然而然地引出超导体这一“反常”的物质形态。我们将探讨超导现象首次被发现时的情景，回顾其发展历程中的关键节点。通过生动的描述和形象的比喻，让读者初步建立起超导体“电阻为零”这一革命性概念的感性认识。我们将揭示，在超导状态下，电子仿佛挣脱了物质世界的“摩擦力”，在材料内部自由无碍地流动，这种“自由”是前所未有的，也正是超导现象最令人着迷之处。 第二章：微观世界的奇妙舞蹈——BCS理论与配对机制的奥秘 电阻的消失并非凭空而来，其背后蕴藏着深刻的量子力学原理。本章将深入浅出地解读被誉为超导理论基石的BCS理论。我们将一同走进微观世界，了解电子在超导态下并非孤军奋战，而是通过与晶格振动（声子）的相互作用，形成一种特殊的“电子-声子”配对，即所谓的“库珀对”。我们将形象地描绘库珀对如何在晶格中“协同作战”，如同两位舞者在舞台上默契配合，从而克服了与晶格中的缺陷和杂质碰撞所产生的电阻。本书将尽量避免过于枯燥的数学推导，而是侧重于概念的理解，通过类比和图示，帮助读者把握BCS理论的核心思想，感受量子世界中电子之间奇妙的相互作用。我们还将讨论，为什么并非所有材料都能实现超导，以及不同类型的超导材料在微观机制上可能存在的差异。 第三章：迈向更高温度的征程——高温超导的发现与挑战 自从超导现象被发现以来，科学家们一直梦想着能在更高的温度下实现超导。本章将聚焦于高温超导材料的发现历程。我们将回顾铜氧化物超导体的横空出世，这一重大突破将超导研究推向了一个全新的时代。读者将了解到，高温超导材料为何如此令人振奋，它们相对于传统低温超导体又具有哪些优势。同时，我们也将坦诚地讨论目前高温超导研究面临的挑战，包括其复杂的机理尚未完全阐明，以及在工程应用上的技术瓶颈。本章将带领读者认识到，虽然我们已经迈出了重要一步，但“室温超导”这一终极目标，依然需要我们在基础理论和材料科学上进行不懈的探索和创新。 第四章：颠覆与重塑——超导体在科技领域的无限可能 超导的意义远不止于学术的突破，它更预示着一系列颠覆性的技术革命。本章将把目光投向超导体在各个领域的广泛应用前景。我们将详细阐述超导体如何为强大的电磁铁提供可能，这将直接影响到核聚变反应堆的建造，为解决人类能源危机提供曙光；它将如何革新磁悬浮列车，使其运行更平稳、更高效，甚至可能改变我们的出行方式；它将如何提升医疗成像技术（如MRI）的精度和效率；它又将如何助力高能物理研究（如粒子加速器）的进步。此外，我们还将探讨超导体在量子计算、高灵敏度传感器以及无损耗输电等新兴领域的巨大潜力。通过生动的案例分析，读者将真切感受到超导体并非遥不可及的科学概念，而是正在逐步走入现实，并将深刻影响我们未来生活的关键技术。 第五章：从理论到实践——超导体材料的制备与工程挑战 将超导体的奇妙特性转化为实际应用，并非易事。本章将聚焦于超导体材料的制备过程以及在工程应用中所面临的实际挑战。我们将介绍不同类型超导材料的制备方法，包括从实验室小试到工业化生产的转化过程。读者将了解到，要实现大规模、高性能的超导应用，需要克服哪些材料科学上的难题，例如如何提高材料的临界电流密度、临界磁场以及临界温度，如何保证材料的稳定性和可靠性。我们还将讨论超导线材、超导带材以及超导磁体的制造技术，以及在实际应用中需要考虑的诸多工程问题，如低温冷却系统的设计、材料的机械性能以及成本控制等。本章旨在展现科学家和工程师们如何将基础研究的成果转化为现实生产力，以及他们在克服困难、推动超导技术进步中所付出的努力。 第六章：未来的脉搏——展望超导体研究的新方向与前沿 科学的探索永无止境。在本书的最后一章，我们将一同展望超导体研究的未来。我们将探讨当前科学家们正努力攻克的难题，例如如何发现更高临界温度的超导体，如何更深入地理解非常规超导体的微观机制。我们还将关注一些新兴的研究方向，如拓扑超导、非常规超导材料的探索以及超导量子器件的开发。本书将带领读者窥探未来科技的脉搏，感受科学研究的蓬勃生命力。我们将思考，随着我们对超导体理解的不断深入和技术的不断突破，未来可能还会涌现出哪些我们今天难以想象的颠覆性应用。 结语：拥抱超导，拥抱未来 《超越自由：神奇的超导体（修订版）》不仅是对一种神奇物理现象的解读，更是对人类智慧和探索精神的礼赞。本书旨在以一种严谨又不失趣味的方式，展现超导体这一领域的魅力，激发读者对科学的兴趣，对未知的好奇。我们相信，通过对超导体深入的了解，读者将能够更好地理解我们所处的科学时代，并对即将到来的科技变革充满期待。这本书是一扇窗，透过它，我们可以窥见一个由零电阻、强大磁场和量子效应构建的更加高效、清洁、智能的未来。让我们一同踏上这段探索之旅，拥抱超导，拥抱那个充满无限可能的美好未来。

评分☆☆☆☆☆

我常常思考，究竟是什么样的力量，能够让物质在特定的条件下展现出如此颠覆性的性质？《超越自由：神奇的超导体（修订版）》这本书，以一种极其深刻且又不失趣味的方式，解答了我长久以来的疑问。书中不仅仅是在陈述科学事实，更是在构建一种理解超导现象的思维框架。作者对于超导体在不同温度、不同压力下的行为的细致描绘，让我对这些“神奇”材料的认识更加立体。我尤其欣赏书中对于“量子化”这一概念的解释，它通过一些生动的故事和图示，将这个抽象的物理概念变得易于理解。阅读的过程中，我不断地被作者的洞察力所折服，他能够将一些极其前沿的理论，用一种娓娓道来的方式呈现出来，仿佛一位经验丰富的向导，带着我在科学的迷宫中穿梭。书中对于超导体在不同应用场景的探讨，更是让我看到了科学理论如何转化为实际生产力的巨大潜力。从医疗领域的核磁共振成像，到能源领域的无损输电，再到未来的量子计算，超导体似乎无处不在，又似乎还隐藏着无限的可能性。这本书的价值，不仅仅在于它所包含的知识，更在于它所激发的思考，它让我看到科学的边界是可以被不断拓展的。

评分☆☆☆☆☆

对于一个对科学探索有着强烈好奇心的人来说，《超越自由：神奇的超导体（修订版）》这本书无异于一场精神的盛宴。我被书中对于超导现象的描述所深深吸引，那是一种近乎于“魔法”的物理属性，却又真实存在于我们这个世界。作者的笔触细腻而富有力量，他能够将复杂的物理概念，通过生动形象的语言和贴切的比喻，呈现给读者。我尤其欣赏书中关于超导机理的探讨，虽然涉及一定的理论深度，但作者始终能够把握好科普的尺度，让我在享受阅读乐趣的同时，也能获得深刻的理解。书中对不同超导体材料的介绍，以及它们在各自领域内的应用前景，都让我对未来的科技发展充满了无限遐想。我曾一度认为，超导可能只存在于科幻小说中，但这本书让我看到了它的真实性，以及它正在如何改变我们的世界。这本书让我对物理学的魅力有了更深的认识，也让我对人类的创造力和探索精神充满了敬意。

评分☆☆☆☆☆

这本书的光辉与厚重，着实让我这个物理爱好者激动不已。我一直对那些能以一种近乎魔法般的方式改变我们对世界认知的科学概念着迷，而超导体无疑是其中的佼佼者。当我翻开《超越自由：神奇的超导体（修订版）》时，我仿佛打开了一扇通往未知领域的大门。书的封面设计就充满了神秘感和科技感，让我迫不及待地想一探究竟。作者在开篇就以非常生动的语言描绘了超导现象的惊人之处——电阻的消失，这本身就足以让人脑洞大开。随后，书中没有直接陷入枯燥的数学公式，而是通过引人入胜的故事，讲述了超导研究的历史，那些充满智慧与执着的科学家们，他们的探索过程本身就是一部精彩的史诗。我特别喜欢其中关于迈斯纳效应的描述，那种“排斥磁场”的神奇能力，让我想象到未来悬浮列车、无损输电的宏伟蓝图，这一切似乎都触手可及。即使我并不是专业的物理学家，书中通过类比和形象化的语言，让我能够清晰地理解那些复杂的物理原理。这种化繁为简的能力，正是优秀科普读物的魅力所在，它让我觉得自己不仅在阅读，更是在进行一场思维的探险。这本书让我对物理学的兴趣达到了新的高度，也让我对科学的进步充满了敬畏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对前沿科学充满好奇的普通读者，我一直渴望能够找到一本既能深入浅出解释复杂概念，又能让我感受到科学之美的书籍。《超越自由：神奇的超导体（修订版）》恰恰满足了我的这一需求。作者的文字如同清泉，自然流淌，将超导这一看似高深莫测的领域，描绘得生动有趣。我曾经尝试阅读过一些关于物理学的专业书籍，但常常因为晦涩的术语和繁杂的公式而望而却步。然而，这本书却完全不同，它用一种非常人性化的视角，讲述了超导研究背后的故事，那些科学家们的坚持、失败与突破，让我仿佛置身其中，与他们一同经历了那些激动人心的时刻。书中对不同类型超导体的介绍，让我了解到它们的独特性以及各自的应用前景，这极大地拓宽了我的视野。我尤其被书中对“库珀对”形成的解释所吸引，这种奇妙的电子配对现象，简直是物理世界中的一段浪漫传奇。这本书不仅仅是关于超导体的知识灌输，更是一种科学精神的传递，它让我看到了人类探索未知世界的勇气与智慧。

评分☆☆☆☆☆

我一直对物理学中的那些“奇迹”般的现象特别着迷，而超导性绝对是其中最引人注目的之一。当我拿起《超越自由：神奇的超导体（修订版）》这本书时，我并没有期待它能有多么“惊世骇俗”，但事实证明，它远远超出了我的想象。这本书的叙述方式非常独特，它不仅仅是在罗列事实，而是在构建一种故事线，将超导现象的发展历程、关键人物的贡献以及理论的演变，都串联得浑然一体。我喜欢作者在描述每一个重要发现时，都能够深入到当时的时代背景和科学困境中，这让我更能理解那个发现的重大意义。书中对于临界温度、临界磁场等概念的解释，用了非常形象的比喻，让我这个非专业人士也能够轻松理解。我特别欣赏书中关于高温超导体的章节，那些突破性的研究成果，以及它们所带来的巨大应用潜力，让我对未来科技的发展充满了期待。这本书让我意识到，科学并非冰冷的公式和定理，而是人类智慧的结晶，是不断挑战极限、追求真理的过程。