二流体模型
描述超导体中电子分为正常和超导两部分的唯象模型
二流体模型是1934年由荷兰物理学家科内利斯·戈特(Cornelis Gorter)与亨德里克·卡西米尔(Hendrik Casimir)提出的超导理论模型。该模型将超导体内的电子分为受晶格散射的正常电子和无阻力运动的超导电子两类,两者的共存比例随温度变化:温度降至临界温度以下时超导电子比例增加,至绝对零度时完全取代正常电子伦敦方程结合推导出磁场穿透深度理论,揭示了迈斯纳效应的物理本质。
理论提出背景
1930年代初,超导体零电阻效应(1911年发现)和迈斯纳效应(1933年发现)成为未解难题。传统金属导电理论无法解释超导态下的电阻消失现象,特别是磁场被完全排出导体的特性。荷兰莱顿实验室的戈特和卡西米尔基于热力学分析提出新思路:假设超导相变时电子系统发生有序化重组。
核心理论框架
模型包含三个基本假设:
该模型通过唯象参数ω描述超导相变的二级相变特征,当T0,系统进入超导态;温度趋近绝对零度时ω=1,实现完全零电阻。
与伦敦方程的关联
1934年弗里茨·伦敦兄弟基于二流体模型建立介质方程:
伦敦方程将二流体模型的物理图像数学化,首次定量解释了迈斯纳效应:超导体内磁场被限制在λ深度表层,内部磁感应强度为零。
扩展与应用
二十世纪中期,莫特将该模型应用于铁磁性金属导电理论,提出铁磁体内存在局域化电子和巡游电子两类载流子。工程技术领域衍生出多项应用:
截至2014年,基于该模型的技术成果已产生40余项专利,主要集中于能源传输与化工流程领域。
历史意义与局限性
。其局限性在于:
最新修订时间:2025-10-23 02:38
目录
概述
理论提出背景
核心理论框架
参考资料