超伝導についての質問ですが、金属を-273℃にすると、抵抗値が0になると良く本に書いてありますが、原子核の熱振動をなくなっても原子核と電子の衝突は生じるのですから、抵抗値が0にはならないと思うのですがどうなのでしょう?

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  • 登録:2007/10/02 16:27:52
  • 終了:2007/10/07 17:12:40

回答(3件)

id:ootatmt No.1

ootatmt回答回数1307ベストアンサー獲得回数652007/10/02 16:43:25

ポイント23pt

> 金属を-273℃にすると、抵抗値が0になると良く本に書いてありますが


それは何か勘違いされていると思いますが、超伝導の原理に関しては次のページあたりに書いてあります。

http://www.kek.jp/newskek/2003/julaug/PrOs4Sb12.html


単純に電子が原子核に衝突して抵抗が生じるわけではありません。

id:sho0408

ご回答ありがとうございます。

>単純に電子が原子核に衝突して抵抗が生じるわけではありません。

では、どのような要因で抵抗が生じているのでしょうか?ご存知であればご教授ください。

2007/10/02 17:07:29
id:kappagold No.2

kappagold回答回数2710ベストアンサー獲得回数2482007/10/02 17:07:41

ポイント23pt

超伝導を理解するには、抵抗がどのようにして起こるのかという事を理解してから考えるとわかりやすいです。

以下の説明が非常にわかりやすいと思います。

(私もこの説明で理解することが出来ました。)


http://moniko.s26.xrea.com/cyoudendou_hanashi/cyoudendou_hanashi...

http://moniko.s26.xrea.com/cyoudendou_hanashi/cyoudendou_hanashi...

http://moniko.s26.xrea.com/cyoudendou_hanashi/cyoudendou_hanashi...


これを読むと、抵抗とは電子と原資のぶつかりあいではないこと、冷やしすぎると(-273度)、超伝導がおこらないことなどが理解できると思います。

id:co_met No.3

co_met回答回数50ベストアンサー獲得回数02007/10/04 11:06:10

ポイント34pt

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E4%BC%9D%E5%B0%8E

(リンクはダミーです)

超伝導が専門の者です。本当は量子力学を使わないと正確な説明はできないのですが、使わないで説明してみます。

kappagoldさんの、冷やしすぎると超伝導が起こらない、というのは誤りです。

原子核は小さく、電子も小さいので、原子核ととなりの原子核の間は非常に広いのでぶつかりません。ですのでこれは抵抗の原因にはなりません。

では何が抵抗のもとになるか、といいますと、電子と原子核のクーロン引力です。つまり、平たく言えば静電気の力です。電子はマイナス、原子核はプラスに帯電していますので、固体中の電子は原子核のプラスに引っ張られます。

そして、結晶中では原子核は格子を組んでいて、熱振動をしています。この揺れに電子はかき乱され抵抗が生じています。これは、風がぐるぐる渦巻いている中に野球ボールを投げ込んだときに減速してしまうのに似ています。

一方、熱振動が止まるといわれる絶対零度といわれる温度では、電子は止まっている格子を引力でかき乱しながら進み、結果的にそのかき乱しのせいで抵抗が生じます。これは、ピンポン玉を思いっきり投げたときピンポン玉自身が作る空気の乱れにピンポン玉が乱されるのに似ています。

超伝導状態になっている場合は、二つの電子を考えます。ひとつめの電子が格子をゆがませ、そのゆがみにあとから来た電子が引き寄せられ加速し、二つ合わせると正味で速度が落ちません。これは、トラックの後ろに自転車がついたときにトラックが作った空気の流れで自転車が加速されるのに似ています。

id:sho0408

ご回答ありがとうございます。

超伝導がご専門の方にご教授いただいて光栄です。正直ここまで奥が深いとは思いませんでした。量子力学も含めて今後勉強したいと思います。ご回答、ご丁寧にありがとうございました。

2007/10/07 17:11:25

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