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超导电力超导电力二、超导现象与基础理论二、超导现象与基础理论复习超导电力基础教程科技工作启示录：

科技工作启示录：

q冲击极限条件冲击极限条件获得获得4.2K4.2K的低温的低温q转换研究方向转换研究方向探索低温电阻特性探索低温电阻特性q设计新颖实验设计新颖实验验证零电阻验证零电阻q寻找新的特性寻找新的特性迈斯纳效应迈斯纳效应q探索应用途径探索应用途径三个临界值三个临界值超导电力超导电力二、超导现象与基础理论二、超导现象与基础理论复习超导电力基础教程11、寻找、发现新的超导体、寻找、发现新的超导体22、解释超导现象的发生机理、解释超导现象的发生机理33、深入了解超导体的各种特性、深入了解超导体的各种特性44、将超导体付诸实际应用、将超导体付诸实际应用第第11、33章章第第22、33章章第第22、33、44章章第第55、66、77、88、99章章超导电力超导电力二、超导现象与基础理论二、超导现象与基础理论超导电力基础教程22、解释超导现象的发生机理、解释超导现象的发生机理第第22、33章章超导电力超导电力二、超导现象与基础理论二、超导现象与基础理论超导体的电阻，为什么为零？

超导电力基础教程超导电力超导电力二、超导现象与基础理论二、超导现象与基础理论理解的基础：

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电阻是怎样产生的？

超导体的电阻，为什么为零？

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零电阻需要什么电子？

从假设开始：

有无损（超导）电子会怎么样？

追究其根源：

无损（超导）电子是如何形成的？

2.22.2超导电流表达式超导电流表达式2.52.5超导微观理论超导微观理论补习：

电阻的产生机理补习：

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导体的电阻）复习：

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能用数学表达式准确描述一个实验得出的物理能用数学表达式准确描述一个实验得出的物理现象，就表明我们已经真正理解了该现象的本质。

现象，就表明我们已经真正理解了该现象的本质。

超导电力超导电力二、超导现象与基础理论二、超导现象与基础理论超导电力基础教程在没有外加电场的状态下，在没有外加电场的状态下，运动方向是随机的，自由电运动方向是随机的，自由电子在运动中和结晶格子反复子在运动中和结晶格子反复碰撞而散乱，从外部看，没碰撞而散乱，从外部看，没有电流存在。

有电流存在。

金属中的自由电子在结晶中运动金属中的自由电子在结晶中运动热运动热运动结晶格子自由电子碰撞后自由电子2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式11）导体的电阻导体的电阻超导电力基础教程由于存在热运动，自由由于存在热运动，自由电子电子的运动会因和结晶的运动会因和结晶格子碰撞格子碰撞而发生散乱而发生散乱，从而损失能量。

从而损失能量。

这种能量损耗这种能量损耗就是就是电阻电阻在电场作用下，电子运动具有方向性在电场作用下，电子运动具有方向性方向性的运动产生宏观上的电流方向性的运动产生宏观上的电流II。

结晶格子自由电子碰撞后自由电子I2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式11）导体的电阻导体的电阻超导电力基础教程电流的本征定义？

电流多大？

电流等于电流等于每秒通过某一界面的电荷数。

-公式，来源于概念2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式11）导体的电阻导体的电阻超导电力基础教程电子受电场作用而产生的加速度为电子受电场作用而产生的加速度为假设在假设在xx方向上电子的平均速度为方向上电子的平均速度为,电流等于电流等于每秒通过某一界面的电荷数。

假设自由电子密度为假设自由电子密度为nn，则，则2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式11）导体的电阻导体的电阻超导电力基础教程产生电阻的原因产生电阻的原因a.a.晶格的热振动晶格的热振动b.b.晶格缺陷晶格缺陷（杂质、错位、缺位等杂质、错位、缺位等）欧姆定律欧姆定律为物质的导电率，为物质的导电率，mm为电子的质量为电子的质量金属电阻率金属电阻率2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式11）导体的电阻导体的电阻超导电力基础教程以对应因晶格热振动而造成的散乱，以对应其他晶格缺陷造成的散乱由经典的电子理论可得到由量子力学的理论，一般的电阻率表达形式为：

2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式11）导体的电阻导体的电阻超导电力基础教程2.22.2超导电流表达式超导电流表达式1）复习：

导体的电阻2）二流体模型下的电流表达式）二流体模型下的电流表达式3）经典电磁理论下的电流表达式）经典电磁理论下的电流表达式4）量子力学波动函数下的电流表达式）量子力学波动函数下的电流表达式超导电力超导电力二、超导现象与基础理论二、超导现象与基础理论超导电力基础教程电流是带电粒子的移动，只能是电子导电电流是带电粒子的移动，只能是电子导电常态电子因碰撞而散乱，产生电阻常态电子因碰撞而散乱，产生电阻超导态没有电阻超导态没有电阻已知：

超导电子是否存在，是怎样形成的？

未知：

超导体内存在常态电子和超导电子超导体内存在常态电子和超导电子超导电子不发生散乱超导电子不发生散乱无能量损耗无能量损耗假设：

遇到无法解释的现象时利用科学假设，绕过前进的障碍！

背景2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式超导电力基础教程超导体内存在与超导体内存在与常态电子常态电子+超导电子超导电子电流由超导电子和常态电子共同承载。

电流由超导电子和常态电子共同承载。

常态电子常态电子存在散乱，承载常态电流存在散乱，承载常态电流，超导电子超导电子不发生散乱，承载超导电流不发生散乱，承载超导电流。

超导体中的电流是常态电流和超导电流的和。

假设：

2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式超导电力基础教程常态电子和超导电子的质量、电荷量以及运动速度常态电子和超导电子的质量、电荷量以及运动速度分别为分别为、和和、。

考虑单位面积上的电流，考虑单位面积上的电流，2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式超导电力基础教程另另一一方方面面，电电荷荷量量为为ee的的带带电电粒粒子子在在电电磁磁场场中中的的运动方程为运动方程为mm、vv和和分别是带电粒子质量、运动速度和冲突频分别是带电粒子质量、运动速度和冲突频率，率，为压力，为压力，为带电粒子的密度。

为带电粒子的密度。

代表代表粒子的因和其他粒子发生冲突而产生的散乱。

粒子的因和其他粒子发生冲突而产生的散乱。

2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式超导电力基础教程忽忽略略磁磁场场、压压力力对对带带电电粒粒子子的的影影响响，并并且且接接受受超超导导电电子子不不发发生生散散乱乱这这一一事事实实，可可以以得得到到常常态态电电子子和和超导电子在电场中的运动方程超导电子在电场中的运动方程2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式超导电力基础教程假设电场随时间的变动假设电场随时间的变动与与成比例，成比例，为为频率，求解频率，求解和和，并代入电流表达式并代入电流表达式2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式超导电力基础教程2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式省略中间推导过程，省略中间推导过程，超导电流为，超导电流为，超导电力基础教程超导体的等效电路常导电子的电阻支路和超导常导电子的电阻支路和超导电子的感性支路并联，直流电子的感性支路并联，直流电流下无损耗，交流电流下电流下无损耗，交流电流下产生损耗产生损耗超导体中的总电流为如果存在超导电子，在直流电压下，电阻为零！

如果存在超导电子，在直流电压下，电阻为零！

2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式超导电力基础教程仅用二流体模型无法确定超导电子密度以及他们的质量、电荷量，不能实际计算超导体的电阻率超导体中的电流：

超导体中的电流：

2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式超导电力基础教程假设存在假设存在超导电子超导电子，就可以电流的本质出发，就可以电流的本质出发获得结论：

获得结论：

电阻为零电阻为零（直流电压下）（直流电压下）科学假设的重要性！

科学假设的重要性！

对于某一现象，在其原因、机理不明时，假设一个原因，对于某一现象，在其原因、机理不明时，假设一个原因，然后根据这个假设去做推论，看是否可以解释该现象。

然后根据这个假设去做推论，看是否可以解释该现象。

电阻为零是可以解释的需全力去解释超导电子是怎样形成的2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式超导电力基础教程二流体模型二流体模型2.22.2超导电流的表达式超导电流的表达式22）二流体模型下的电流表达式二流体模型下的电流表达式超导体中的二流体模型解释超导电现象：

超导体中的二流体模型解释超导电现象：

为了解释超导电性的某些热力学性质，为了解释超导电性的某些热力学性质，19341934年高脱（年高脱（GortorGortor）和卡）和卡西米（西米（GasimirGasimir）提出了二流体模型。

）提出了二流体模型。

液氦中的二流体模型解释超流体现象：

为了解释为了解释HeHe的超流体现象，的超流体现象，19411941年朗道独立地从量子流体力学给年朗道独立地从量子流体力学给出了完善的二流体模型出了完善的二流体模型氦有氦有HeIHeI和和HeHe两种，在毛细管中两种，在毛细管中HeHe的黏性系数比的黏性系数比HeHe小小10111011倍。

倍。

超导电力基础教程无孔不入的超流氦无孔不入的超