電腦用液晶顯示器(2 / 2)

激光通信

光通信是本世紀最偉大的發明之一。幾根細如發絲的光纖代替了昂貴笨重的電纜,並且可以傳遞更多的信息量,真是棒極了!

上麵隻是列出了激光的部分應用領域,其實激光應用的範圍遠遠不止如此,激光育種、激光準直、激光製導、激光影牒、激光唱機……生活中幾乎到處可見激光的身影。

超導材料的發現

所謂超導體是指那些在外界溫度降低至某一特定數值時,其電阻和體內磁感應強度都突然變為零的導體。這樣,電流就可以一點不損失地通過超導體。我們現在使用的普通電線,由於電阻的作用和其它原因,在輸電時都會損失一些電能。而用超導體作為電力輸送的載體,能使無損耗輸電成為可能,提高輸電的效率。

如果用超導體製成電力輸送載體,就能大幅度提高輸電效率

超導體是怎麼發現的呢?

超導體的發現頗為不易。一個世紀以來,超導體的研究使4位科學家先後獲諾貝爾獎。在19世紀,物理學家便已發現純金屬導體的電阻率隨著溫度的降低而變小。1911年荷蘭萊頓大學實驗物理學教授卡麥林·昂尼斯發現汞的電阻在接近絕對零度(零下273攝氏度)的低溫時急劇下降以至完全消失,他在1913年發表的一篇論文中首次用到“超導電性”一詞。由於這一成就,昂內斯獲得1913年諾貝爾物理學獎。

1933年,德國物理學家邁斯納等人又發現,超導材料的溫度低於臨界溫度而進入超導態之後,其體內的磁感應強度總是零。這種現象因它的發現者而得名“邁斯納效應”。1962年英國劍橋大學研究生約瑟夫森提出,夾有薄絕緣層的兩塊超導體之間,即使不加電壓也可通過一定數值的直流隧道電流。這一現象稱為“約瑟夫森效應”。他因這一發現獲得1973年度諾貝爾物理獎。

1986年,德國物理學家柏諾茲和瑞士物理學家繆勒發現一種氧化物材料,其超導轉變溫度比以往的超導材料高出12攝氏度。這一發現是超導研究的重大突破,柏諾茲和繆勒也因此獲1987年諾貝爾物理獎。

罐裝液氮是超導研究中常用的物質我國普吉電站的超導電纜係統

目前,限製超導體發展和應用的主要障礙是,超導體要實現超導,必須在極低的溫度下,而這樣的低溫,在現實生活中是很難得到的。即使在寒冷的地球兩極,溫度也不過零下幾十攝氏度。通常,我們用液氮的溫度(零下170攝氏度左右)作為參照標準,在這個溫度以上能實現超導的材料就叫高溫超導材料。超導體高溫化,是超導體研究的直接目的。另一方麵,還有大量的科學家致力於超導體本身的研究和應用開發。

超導的未來應用

由於超導技術的神奇特性,人們普遍對超導的應用寄予厚望。下麵,我們就來看看兩個已經接近成熟的超導應用實例。

超導磁懸浮列車

普通火車由於車輪與車軌之間存在著摩擦力,最高時速不可能超過300千米。於是,人們設想製造一種不靠車輪行駛的列車。就是說,列車行駛時不與車軌接觸,而是浮在車軌上,隻與空氣摩擦,這樣受到的阻力就小得多了,列車自然也就能跑得更快。現在這一設想已經實現了。人們利用超導磁體產生磁場,使它與另一磁場產生斥力,而這種斥力又使列車懸浮起來並且推動列車前進。這樣一種沒有車輪的新型列車誕生了,這種列車就是“超導磁懸浮列車”,時速可達到300千米以上,甚至達到500千米,這個速度都快趕上現在飛機的速度了。超導磁懸浮列車的乘客不會感到列車的顛簸,也不會聽到車輪與鐵軌的撞擊聲。它將是陸地上理想而舒適的交通工具。

超導材料與原子能

今天,我們生產和生活使用的能源種類雖然多,但主要還是來源於石油、煤炭、天然氣一類的礦物能源。地球上的礦物能源是有限的,而且不能再生,用一點就少一點。為了保證未來人類的能源供應,人們正在設磁懸浮列車廣州大亞灣核電站法利用核聚變的巨大能量。要實現這個願望,必須用強大的磁場把上億度的高溫等離子體約束在一定的區域,這是受控核聚變研究的一個關鍵問題。物理學家認為,高溫超導體將給未來的研究工作注入新的活力,幫助人們降伏受控核聚變,使之成為造福子孫萬代的用之不竭的能源。