El efecto meissner

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TRABAJO DE ELECTROMAGNETISMO:

Efecto Meissner

Por: David González González 1º FISICA Tg: 2

Índice:

1. Introducción

2. Fenómenos y explicaciones

➢ Efecto Meissner

• Ecuación de London

• Ecuación de Pippard

• Temperatura crítica (Tc)

➢ Superconductividad

➢ Diamagnetismo

3. Deducción de laecuación de London

4. Aplicaciones útiles

5. Bibliografía

1. Introducción:

El efecto Meissner, también denominado efecto Meissner-Ochsenfeld, consiste en la desaparición total del flujo del campo magnético en el interior de un material superconductor  por debajo de su temperatura crítica. Fue descubierto por Walter Meissner yRobert Ochsenfeld en 1933 midiendo ladistribución de flujo en el exterior de muestras de plomo y estaño enfriados por debajo de su temperatura crítica en presencia de un campo magnético.

2. Fenómenos y explicaciones:

➢ Efecto Meissner:

Meissner y Ochsenfeld encontraron que el campo magnético se anula completamente en el interior del material superconductor y que las líneas de campo magnético son expulsadas delinterior del material, por lo que este se comporta como un material diamagnético perfecto. El efecto Meissner es una de las propiedades que definen la superconductividad y su descubrimiento sirvió para deducir que la aparición de la superconductividad es una transición de fase a un estado diferente. La expulsión del campo magnético del material superconductor posibilita la formación de efectos muycuriosos. Este efecto es explicado fenomenológicamente por la ecuación de London, la cual más tarde es completada por Brian Pippard puesto que la ecuación en cuestión tenía varias limitaciones.

• Ecuación de London:

Antes de que se comprendieran los orígenes microscópicos de la Superconductividad Fritz London desarrollo una ecuación que le permitiría explicar laspropiedades electromagnéticas de los superconductores:

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La ecuación, desarrollada por los hermanos Fritz y Heinz London en 1935, explica la forma que ha de tener un campo magnético para que se cumplan las condiciones fundamentales que se dan en el efecto Meissner, que son:

1. que el campo magnético sea nulo en el interior delsuperconductor,

2. que las corrientes eléctricas estén limitadas a la superficie del superconductor, en una capa de un espesor del orden de lo que se conoce como la longitud de penetración λL, siendo nulas en el interior.

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Donde λL depende de la cantidad ns de electrones (por unidad de volumen, esdecir, densidad) que se encuentran en estado superconductor.

Los hermanos London desarrollaron su teoría pensando que los portadores de carga eran electrones, lo cual se vio que era erróneo varias décadas después. Sin embargo, a pesar de este desacierto inicial, los resultados experimentales no se vieron muy afectados debido a que la longitud de penetración esesencialmente la misma en ambos casos.

• Ecuación de Pippard:

La ecuacuón de London tiene diversas limitaciones. La principal de ellas es que no respeta el principio fundamental de la física según el cual dos sucesos lo suficientemente alejados uno de otro no pueden interferir entre sí. Dicho de otra forma, se trata de una teoría no local. Esto se debe a que los doselectrones que forman el par de Cooper están relativamente alejados uno de otro. No obstante, en su momento los hermanos London no podían saber esto, ya que ni siquiera sabían que se trataba de dos electrones juntos en lugar de uno, fenómeno que se descubrió posteriormente y Brian Pippard utilizó para crear una ecuación mas general que la de los hermanos London y que poco más tarde fue corroborada...
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