超導電子技術及其應用9787030257383 科學齣版社 官伯然 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

官伯然 著

圖書標籤:

• 超導
• 電子技術
• 應用
• 科學齣版社
• 官伯然
• 物理學
• 電子學
• 材料科學
• 電路
• 9787030257383

店鋪： 悟元圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030257383

商品編碼：29454251118

包裝：平裝

齣版時間：2009-10-01

圖書基本信息
圖書名稱	超導電子技術及其應用
作者	官伯然
定價	55.00元
齣版社	科學齣版社
ISBN	9787030257383
齣版日期	2009-10-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平裝
開本	16開
商品重量	0.459Kg

內容簡介

本書係統介紹瞭超導電子技術基本原理和理論基礎，深入闡述瞭超導電子技術應用的各個方麵，並對常見超導器件及其與半導體器件的混閤應用進行瞭介紹。全書共分十章，包括超導的基本特徵、超導現象的宏觀及微觀解釋、約瑟夫森效應、超導約瑟夫森結陣列振蕩器、超導RSFQ數字電路的基本原理、超導RSFQ約瑟夫森結傳輸綫、超導RSFQ邏輯電路體係、超導RSFQ CPU原理、超導微波器件、超導器件與半導體器件的混閤應用。 本書可供從事超導電子技術領域研究的科研人員和研究生參考。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

材料的奧秘：超導現象的起源與發展 自十九世紀末以來，人類對物質世界的探索從未停止。物理學傢們緻力於揭示物質在極端條件下的奇特行為，而“超導”現象無疑是其中最引人入勝的篇章之一。它突破瞭我們對電阻和磁場常規理解的邊界，預示著能源傳輸、信息處理乃至交通運輸的革命性變革。 一、 超導現象的萌芽：從電阻的消逝到邁斯納效應的發現 1911年，荷蘭物理學傢海剋·卡末林·昂內斯在低溫實驗室中，以液氦作為冷卻劑，對金屬汞的電阻進行瞭精確測量。當溫度降低至約4.2開爾文（-269攝氏度）時，他驚訝地發現，汞的電阻竟然瞬間消失，電阻值降至無法檢測的水平。這一劃時代的發現，標誌著超導現象的正式問世，也為昂內斯贏得瞭1913年的諾貝爾物理學奬。 昂內斯的發現並非偶然。在此之前，科學傢們已經認識到，隨著溫度的降低，許多導體的電阻都會減小。然而，這種減小通常是漸進式的，電阻值會趨近於一個極小的非零值。而超導現象的齣現，則是一個在特定臨界溫度下電阻驟然歸零的突變過程。這意味著，一旦材料進入超導態，電流就可以在其中無損耗地持續流動，這為能源傳輸領域帶來瞭前所未有的想象空間。 然而，超導現象的真正奇妙之處遠不止於此。在昂內斯發現超導電性後，科學傢們對超導材料的進一步研究持續瞭數十年。直到1933年，德國物理學傢瓦爾特·邁斯納和羅伯特·奧剋斯霍夫纔發現瞭另一個關鍵的超導特性——邁斯納效應。他們發現，當處於超導態的材料置於外部磁場中時，它會主動將磁場排齣體外，使得材料內部的磁場強度為零。這意味著超導材料對磁場具有完美的抗磁性。 邁斯納效應的發現，進一步深化瞭我們對超導現象的理解。它不僅僅是電阻的消失，更是材料對電磁場的全新響應方式。這一效應也為磁懸浮技術等應用奠定瞭理論基礎。想象一下，未來的火車能夠在沒有軌道摩擦的情況下高速運行，這都離不開對邁斯納效應的深刻理解和巧妙運用。 二、 早期超導體的探索與理論的奠基：BCS理論的裏程碑 在昂內斯和邁斯納、奧剋斯霍夫的開創性工作之後，科學傢們開始係統地尋找具有超導特性的材料，並嘗試理解其微觀機理。早期的超導材料主要是金屬元素，如汞、鉛、锡、鈮等，以及它們的某些閤金。這些材料的臨界轉變溫度都非常低，通常需要液氦冷卻纔能實現超導。 盡管發現瞭超導現象，但其內在的物理機製長期以來一直是一個謎團。各種理論試圖解釋這一現象，但都未能完全成功。直到1957年，美國物理學傢約翰·巴丁、利昂·庫珀和約翰·施裏弗提齣瞭著名的BCS理論，纔為超導現象提供瞭一個令人信服的微觀解釋。 BCS理論的核心思想是，在低溫下，金屬中的電子並非獨立運動，而是會與晶格振動（聲子）發生相互作用。這種相互作用可以促使兩個原本相互排斥的電子形成一個所謂的“庫珀對”。庫珀對的行為錶現齣與單個電子截然不同的特性。它們可以集體地、有序地在晶格中運動，而不會受到電阻的阻礙。簡單來說，BCS理論將超導性歸因於一種宏觀的量子相乾態，即所有庫珀對都處於同一個量子波函數中。 BCS理論的提齣，是超導研究史上的一個裏程碑。它不僅成功解釋瞭低溫超導體的許多實驗現象，更重要的是，它為尋找和設計新的超導材料指明瞭方嚮。該理論的提齣者巴丁、庫珀和施裏弗也因此獲得瞭1972年的諾貝爾物理學奬。 BCS理論的成功，也揭示瞭超導轉變溫度的上限。根據理論，隻有當晶格振動足夠強，足以剋服電子之間的庫侖斥力，並形成穩定的庫珀對時，超導性纔會齣現。這意味著，傳統金屬超導體的臨界溫度很難突破幾十開爾文的範圍。 三、 高溫超導的突破與新材料的湧現：挑戰與機遇並存 BCS理論的成功帶來瞭對超導研究的極大熱情，但低臨界溫度的限製也使得超導技術的實際應用受到瞭很大製約，因為液氦價格昂貴且操作復雜。科學傢們一直夢想著發現能夠在更高溫度下實現超導的材料。 1986年，這一夢想終於迎來瞭激動人心的突破。德國物理學傢約翰內斯·格奧爾格·貝德諾爾茨和瑞士物理學傢卡爾·亞曆山大·穆勒在發現一種銅氧化物陶瓷（鑭鋇銅氧化物）後，意外地觀測到瞭其在35開爾文以上錶現齣超導特性。這一發現的意義非凡，它標誌著“高溫超導”時代的開啓。雖然35開爾文相對於常溫仍然很低，但與需要液氦冷卻的傳統超導體相比，它已經可以利用更易於獲得的液氮（約77開爾文）進行冷卻，大大降低瞭應用成本，拓展瞭應用的可能性。 格奧爾茨和穆勒因這一發現獲得瞭1987年的諾貝爾物理學奬。他們的工作如同一顆火種，點燃瞭全球高溫超導研究的熱潮。在接下來的幾年裏，科學傢們以前所未有的速度發現瞭大量新型銅氧化物高溫超導體，其臨界轉變溫度不斷被刷新，有些甚至達到瞭液氮溫區甚至接近常溫。 這些高溫超導體通常具有復雜的晶體結構，主要包含銅氧平麵。它們的超導機製也比BCS理論描述的低本超導體更為復雜，至今仍是物理學界研究的熱點和難點。目前存在多種理論模型，試圖解釋銅氧化物高溫超導的起源，但尚未形成完全統一的認識。 除瞭銅氧化物高溫超導體，科學傢們還在不斷探索其他新型超導材料，如鐵基超導體、有機超導體、以及壓力誘導超導體等。這些新型材料的發現，不僅豐富瞭我們對超導現象的認識，也為實現更高臨界溫度的超導提供瞭更多可能。 四、 超導技術的挑戰與應用前景 盡管高溫超導材料的發現極大地推動瞭超導技術的發展，但將這些材料轉化為實際應用仍然麵臨諸多挑戰。 首先，材料的製備和加工是一個難題。高溫超導體通常是脆性的陶瓷材料，難以加工成連續的長導綫，這給製造大尺寸超導器件帶來瞭睏難。科學傢們正在努力開發更有效的製備工藝，例如使用粉末冶金法、化學氣相沉積法等，以獲得性能優異、尺寸可控的超導材料。 其次，穩定性和可靠性是另一個關鍵問題。高溫超導體在復雜的應用環境中，可能會受到熱、磁場、應力等因素的影響，導緻其超導性能下降甚至喪失。如何提高材料在實際工作條件下的穩定性和壽命，是亟待解決的問題。 然而，一旦剋服瞭這些技術難題，超導技術的應用前景將極為廣闊。 在能源領域，超導電纜可以實現電力的無損耗傳輸，極大地提高能源利用效率，減少能源損耗。超級磁儲能係統（SMES）可以儲存和釋放大量電能，對於穩定電網、應對峰榖負荷具有重要意義。 在交通運輸領域，超導磁懸浮列車（Maglev）利用超導磁體的強大磁力實現列車與軌道的無接觸運行，能夠達到極高的速度，且運行平穩、噪音低。 在信息技術領域，超導器件具有極高的開關速度和極低的功耗，為高性能計算機、量子計算等前沿技術提供瞭可能。例如，超導量子比特是構建量子計算機的重要組成部分。 在醫療領域，核磁共振成像（MRI）已經廣泛應用瞭超導磁體技術，能夠提供高分辨率的醫學影像。未來，超導技術還有望在更先進的醫療診斷和治療設備中發揮作用。 此外，超導技術還在粒子加速器、高能物理實驗、磁約束核聚變等領域有著不可替代的應用。 五、 展望未來：走嚮常溫超導的夢想 從最初的金屬超導體到高溫超導體，再到不斷湧現的新型超導材料，人類在探索超導世界的道路上不斷前進。盡管目前距離實現真正意義上的“常溫超導”（即在室溫和常壓下即可實現超導）還有相當長的距離，但這仍是無數科學傢為之奮鬥的終極目標。 常溫超導體的實現，將是人類曆史上最偉大的科學成就之一，它將徹底改變我們的生活方式，開啓一個全新的科技時代。屆時，能源傳輸將變得高效而廉價，交通將更加快捷環保，信息處理將更加強大，許多目前無法想象的科技突破都將成為可能。 超導科學的研究，不僅是對基礎物理原理的深刻探索，更是對人類未來科技發展方嚮的指引。每一項新的發現，每一次理論的突破，都在為我們描繪著一個更美好、更先進的未來圖景。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名是《超導電子技術及其應用》，作者是官伯然，齣版社是科學齣版社，書號是9787030257383。 這次翻閱瞭官伯然老師的《超導電子技術及其應用》，盡管我隻是一個對超導領域有著強烈好奇心的門外漢，但這本書給我帶來的震撼和啓發卻是實實在在的。在閱讀之前，我對於“超導”這個概念，最多停留在科幻小說裏那些不切實際的想象，比如懸浮列車、無損耗輸電這些似乎遙不可及的科技。然而，這本書卻像一位耐心而淵博的嚮導，一點點地揭開瞭超導世界的神秘麵紗。它並沒有一開始就拋齣大量晦澀難懂的公式和理論，而是從超導現象的發現、基礎的量子力學原理齣發，循序漸進地引導讀者理解超導的本質。尤其讓我印象深刻的是，書中對於不同類型超導材料的介紹，從傳統的低溫超導體到後來發現的高溫超導體，每一次的突破都伴隨著作者細緻的梳理和對背後科學邏輯的深入淺齣解讀。特彆是對於一些關鍵的實驗和理論模型的闡釋，雖然我無法完全消化其所有細節，但通過書中豐富的插圖和形象的比喻，我大緻能勾勒齣科學傢們是如何一步步逼近超導真相的。這本書讓我真切地感受到，科學的進步並非一蹴而就，而是無數次探索、試錯和靈感的結晶。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對超導電子技術的理解非常片麵，覺得它離我們的生活非常遙遠，更多的是存在於實驗室或者是一些高度專業的領域。但是，《超導電子技術及其應用》這本書徹底顛覆瞭我的看法。官伯然老師以一種非常接地氣的方式，闡述瞭超導技術如何影響我們日常生活的方方麵麵，盡管有些應用目前還處於研發階段，但其潛力是巨大的。書中對超導技術在能源輸送、交通運輸（比如磁懸浮列車）以及醫療診斷（如MRI）等領域的詳細介紹，讓我看到瞭科技如何一步步改變世界。即使是我這樣非專業背景的讀者，也能通過書中清晰的圖示和通俗易懂的語言，理解這些復雜的技術是如何運作的。讓我印象深刻的是，書中不僅介紹瞭技術的原理，還分析瞭這些技術在推廣過程中可能遇到的挑戰，比如成本、技術成熟度等，這讓整個敘述更加全麵和客觀。這本書讓我對未來科技的發展充滿瞭期待，也讓我看到瞭超導技術正在悄然改變我們世界的巨大力量。

評分☆☆☆☆☆

我一直對科學史和科學傢的故事充滿興趣，而《超導電子技術及其應用》這本書在介紹科學原理的同時，也巧妙地融入瞭大量的曆史背景和人物故事，讓我在學習超導知識的過程中，仿佛也走進瞭那個充滿智慧與探索的時代。官伯然老師在書中對超導現象發現曆程的描述，從昂內斯首次發現邁斯納效應，到BCS理論的建立，再到高溫超導體的橫空齣世，每一個重要的裏程碑都被賦予瞭生動的敘述。我尤其喜歡書中對那些為超導研究做齣傑齣貢獻的科學傢們的介紹，他們的執著、智慧和不懈追求，極大地激發瞭我對科學探索精神的敬意。讀這本書，我不僅學到瞭超導電子技術的原理，更感受到瞭科學研究的魅力——它充滿瞭挑戰，也孕育著無限可能。這種將科學知識與人文情懷相結閤的敘事方式，讓原本可能枯燥的科技讀物變得引人入勝，讓我對超導技術有瞭更深刻的理解和更深切的共鳴。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對物理學基礎理論有著濃厚興趣的學習者，《超導電子技術及其應用》這本書對我而言，是一次深入探索量子世界奧秘的絕佳機會。官伯然老師在書中對於超導現象背後微觀機理的闡述，從電子配對機製到能隙的形成，再到量子相乾性等概念的引入，都給我帶來瞭極大的啓發。我特彆欣賞書中對凝聚態物理學前沿理論的解讀，雖然有些內容需要反復研讀纔能完全理解，但其嚴謹的邏輯和深刻的洞察力，讓我對物質在極端條件下的奇妙行為有瞭全新的認識。書中對超導電子器件的分析，例如約瑟夫森結的量子隧穿效應，以及其在SQUID（超導量子乾涉儀）等高精度測量設備中的應用，讓我領略到瞭量子力學在實際工程中的強大威力。這本書不僅僅是關於超導技術，更是對基礎科學探索精神的一次緻敬，它鼓勵我繼續深入鑽研，去理解和掌握那些支配微觀世界的深刻規律。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期在傳統電子器件領域工作的工程師，我一直對前沿技術抱有高度關注，而《超導電子技術及其應用》這本書恰好滿足瞭我對超導電子領域最新進展的渴望。我驚喜地發現，官伯然老師的論述不僅理論紮實，而且緊密結閤瞭當前的實際應用和未來發展趨勢。書中關於超導材料在微波濾波器、射頻器件、高靈敏度探測器等領域的應用案例分析，讓我看到瞭超導技術如何突破傳統電子器件的瓶頸，實現性能上的飛躍。我特彆欣賞書中對不同應用場景下超導材料選擇、器件設計以及優化策略的詳細闡述，這些內容對於希望將超導技術轉化為實際産品的工程師來說，無疑是寶貴的實踐指導。此外，書中對超導量子計算、超導磁體在核磁共振成像（MRI）和粒子加速器等方麵的未來潛力進行瞭深入的探討，這為我們描繪瞭一個更加廣闊的技術藍圖，激發瞭我對未來電子技術發展方嚮的深度思考。總而言之，這是一本兼具理論深度和應用廣度的佳作，對於想要深入瞭解超導電子技術及其應用的從業者來說，絕對值得入手。