第五节 超导原理
第四章 电磁相互作用原理
第五节 超导原理
超导，就是导体内自由电子在运行的过程中，没有产生任何的能量损耗。你联想到什么？我联想到那个依靠引力惯性以恒速飞出了太阳系的旅行者一号。
电子流在运行的过程中，有一部分自由电子由于各种原因而误入轨道电子的轨道范围，这样自由电子与轨道电子之间的碰撞就难免会发生。碰撞使自由电子改变了原来的运动方向，同时也与导体的原子结构产生能量交换，最终将电能转化为热能流失掉。想象一下，如果旅行者一号撞到了一块太空石头的景象。
因此，实现超导的关键，就是避免自由电子与轨道电子之间发生碰撞。达到这样的目标，最简单的方法就是降低轨道电子的能级，以降低其轨道半径，减少其轨道覆盖空间，使自由电子完全没有机会进入到轨道电子的地盘。你已经想到了，就是将轨道电子降温。
这同时也给我们寻找高温超导材料指明了方向：首先当然必须有自由电子；其次，在常温下轨道电子占据的空间要尽量小。
在一个闭环超导体内的自由电子获得动能之后，就如飞机离开了地面，自由电子的运行速度迅速提升到轨道电子的水平，形成强大的单向回旋电流。此时，磁介质已经无法再进入自由电子的地盘了，所以超导状态下导体的内部是不存在磁场的。
和旅行者一号一样，闭环超导体内的自由电子会一直运行下去，直到环境发生了变化，退出超导状态为止。
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