超伝導とは「電気抵抗が0なんですか?」それとも「電気抵抗がほとんど0に近いんですか?」
物理学者は前者の立場が多数なんです。
ですが昔、電気工学の先生に超伝導についてお尋ねしたら「電気抵抗は完全には0にはならない」と言ってました。
これは理論では「成り立つ」が実学では「諸事情により、成り立たない」ということなんでしょうか?
なんか量子力学を使って説明できるみたいなんですが…。
科学のコーナーで「後者の立場が正しい」として答えたんですがネットで調べてみたら「前者の立場が圧倒的多数(しかし後者の立場もあった)」なんですよね。
いったいどっちが正しいのでしょう。

A 回答 (2件)

専門外なので、あまり説明できないのですが



低温になると電子間に引力が働く
(古典論的な説明では電子が陽イオンを引っ張り、それに別の電子が
 引っ張られる形で働くと書かれている)

電子間の引力が電気的な反発を上回ると電子がペアを作る

普通の電子はフェルミ-ディラック統計に従うが、この電子対(クーパー対)は
ボース-アインシュタイン統計に従う

ボース-アインシュタイン統計に従う粒子はある温度以下でボース-
アインシュタイン凝縮を起こす

ボース-アインシュタイン凝縮とは多くの粒子が同一の運動量しか取れなくなる
状態である

同一の運動量しか取れない=陽イオンの振動による散乱を受けても運動量が減少
することができない=電流が減少することがない=超伝導状態
(同一の運動量しか取れないというのはあくまでクーパー対としてです。つまり
ある電子が散乱で運動量を失うと、それと同じだけ対を作っている相手の電子の
運動量が増加して、この制限を守らせるわけです。)

というような感じだと思われます(物理専門の方から見るとケチがたくさん
つきそうですが)。

参考URL:http://hirano1.phys.gakushuin.ac.jp/~torii/bec/t …
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この回答へのお礼

http://www2c.airnet.ne.jp/phy/phy/45.html
は超いい感じのページですね。私の求めていたものが全部出ていました。
もうサイコー。
ありがとう。本当にありがとう。

お礼日時:2001/09/19 23:58

ボース-アインシュタイン凝縮というのがキーになると思います。



電子が対を作ることで従う統計がフェルミ-ディラック統計から、ボース-
アインシュタイン統計に変わり、そこで基底状態への凝縮を起こすことが
超伝導状態を起こす原理だとか(私も良く理解していませんが)。

もしかするとこの電子対を理想的に取り扱うと電気抵抗が厳密に0になるが、
いろいろな相互作用を考えるとそうはならない(それでも普通に扱うには
0とみなしても差し支えない程度の抵抗である)ということなのかも
知れません。
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この回答へのお礼

すいませんが、書籍かあるいはそれについて載っているホームページをを教えて下さい。
ボース-アインシュタイン凝縮、フェルミ-ディラック統計、ボース-アインシュタイン統計に変わり、そこで…
なんか難しそうですね。わかりやすく言うとどんな性質なんでしょう。

お礼日時:2001/09/19 19:42

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Q超伝導電磁推進船のその後について

超伝導電磁推進船の実用化にとても期待していたのですが
最近あまりニュースになることが無い様に思います。何か
難しい技術課題で進まないのでしょうか。特にエネルギー効率について興味があります。スクリュー式の水中翼船等と比較してスピードや燃費などについてどなたか解りやすく教えて頂ければと思って質問しました。よろしくお願いします。(電圧のレベルや流れているイオンはどんな物ですか.)

Aベストアンサー

 ヤマトのことですね。
実際に動く超電導電磁推進船を
作ったのは日本が最初で、世界で
最後の1台となってしまったようです。

 完成版を作ったのは日本ですが、
アメリカやヨーロッパのほうが
なかり前から基礎実験を地道に
続けていたんです。

 アメリカでは海軍の研究所が
一番熱心だったわけで、
そのあたりの情報をもとに
レッドオクトーバーを追え
といった映画に超電導電磁推進装置
キャタピラーの話が出てきたわけですが。

 兵器開発というのは性能を
追求して、経済的効率は二の次の
はずなんですが、海軍の研究所が
長年の研究の中で、航行できる完成版を
作らなかったのは、性能に問題ありと
結果を出していたからなんです。

★スピードが出ないんです!(笑)

>電圧のレベルや流れているイオン・・・

 イオン濃度によって流れる電流が変わりますよね。
真水は電気を通しません。
 川が流れ込む湾内や、流氷の近辺など
海には塩分濃度、つまりイオンの濃度が
下がるところ沢山あるわけです。
 外国の研究所は、基礎研究の段階で
この濃度変化では超電導電磁推進船が
実用になるような充分な速度が出せず
効率が非常に悪いという傾向を掴んで
いたんです。
 事実日本の超電導電磁推進船ヤマトは
のろのろ運転(時速20キロ以下)しか
できませんでした。
テレビなど報道では、理論的には時速200キロ
まで出せるとされていましたが、この理論的と
いうのは、海の塩分濃度が理想的な濃度で
全海域で一様というような、ありえない
仮定の話だったんです。

 日本のヤマトの状況を見て、アメリカの
海軍の研究所は、超電導電磁推装置の研究
を完全に止めてしまいました。
1990年代のバブル期の話です。

良く落ちるロケットを作るので有名な
三菱の大失敗の1つです。↓

参考URL:http://www.mhi.co.jp/kobe/mhikobe/products/etc/yamato1.html

 ヤマトのことですね。
実際に動く超電導電磁推進船を
作ったのは日本が最初で、世界で
最後の1台となってしまったようです。

 完成版を作ったのは日本ですが、
アメリカやヨーロッパのほうが
なかり前から基礎実験を地道に
続けていたんです。

 アメリカでは海軍の研究所が
一番熱心だったわけで、
そのあたりの情報をもとに
レッドオクトーバーを追え
といった映画に超電導電磁推進装置
キャタピラーの話が出てきたわけですが。

 兵器開発というのは性能を
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QpHと電気伝導率、抵抗率の関係

水溶液のpHによって、電気伝導度(mS/m)、抵抗率(Ω・cm)はどのように変化しますか?
計算方法を教えてください。

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pHだけでは計算できません.

Q超伝導の技術

超電導技術

最先端技術=超伝導とよく聞きます。

しかし超電導技術はいまだに発展途上状態と言ってもいいのでしょうか。

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先ほどふと思って少し調べたのですが、
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固体であってもイオンを移動させることができる物質が有り、「固体電解質」と呼ばれている。
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http://www.ngk.co.jp/info/labo/review/pdf/rev_60_01.pdf

Qなぜ高温超伝導は実用化が進まないのか

リニア新幹線のニュースをよく耳にするので、
てっきり新たな高温超電導の発見のおかげで実用化できるのかと思ったのですが、
JR東海によると、転移温度10Kのニオブチタン合金を使用するとのこと。
(http://linear.jr-central.co.jp/principle/index.html)
高温超電導の実用化にはうってつけの機会だと思ったのですが、なぜいまだに実用化が進まないのでしょうか?

(以下は私なりの予想)
ニオブチタン合金は加工が容易で、比較的安価で実用化に向く。
一方、すべての高温超電導磁石は加工が難しく、比較的高価で、臨界電流密度も足りず実用化が困難。
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Aベストアンサー

やっぱり、巷に伝えられているように、臨界電流密度
が思うようにあがらないからだと思います。

Qプロトン伝導膜と電気伝導膜の違い

プロトン伝導膜と電気伝導膜はどう違うのですか?

Aベストアンサー

電気伝導膜というのは基本的には「電気」を流す膜だというだけです。場合によっては「電子」伝導膜を指す場合もありますが,
広義には全てのイオン伝導膜を含みます。

ということで,電気伝導膜は「プロトン伝導膜」を含む為,
「燃料電池に電気伝導膜は利用されています」。

「電子伝導膜」を指した場合は燃料電池には利用されません。
これは燃料電池の基本原理に関わる問題です。
つまり,燃料電池は「化学ポテンシャル」から「電気ポテンシャル」を取り出す装置だということです。

イオンは化学ポテンシャルと電気ポテンシャルの双方の影響を受けます。イオン伝導膜の両面で電気化学ポテンシャルの違いがああるとき,イオンは移動します。電気化学ポテンシャルは電気ポテンシャルと化学ポテンシャルの和ですから,化学ポテンシャルの膜の表裏の差と電気ポテンシャルの裏表の差が一致っしたとき,イオンの流れがとまります。
逆に言うと,化学ポテンシャルに表裏の差があるとき,電気ポテンシャルでその差をうめる方向にイオンの流れが発生するわけです。

この関係はキャリアーがどのイオンであるかは問いません。
また,高分子膜であろうと,固体酸化物であろうとアルカリ溶液であろうと同じです。

何故「電子伝導膜」が利用されないかはもうお分かりだとおもいますが,「電子伝導膜」のキャリアーは「電子」」です。
電子は電気ポテンシャルのみの影響を受けます。
ということで,「電子伝導膜」の表裏に電気ポテンシャルの差があるとき,電子が流れ,電気ポテンシャルの差を消してしまうのです。これでは「電池」にならないわけです。

「燃料電池」ということで経験者に昇格しときます。(^^;

電気伝導膜というのは基本的には「電気」を流す膜だというだけです。場合によっては「電子」伝導膜を指す場合もありますが,
広義には全てのイオン伝導膜を含みます。

ということで,電気伝導膜は「プロトン伝導膜」を含む為,
「燃料電池に電気伝導膜は利用されています」。

「電子伝導膜」を指した場合は燃料電池には利用されません。
これは燃料電池の基本原理に関わる問題です。
つまり,燃料電池は「化学ポテンシャル」から「電気ポテンシャル」を取り出す装置だということです。

イオンは化学...続きを読む

Q超伝導体実験-転移速度について

先日Y-Ba-Cu-O系酸化物超電導体を実際に製作し,
温度を変化させながら四端子法を用いて電圧変化を見るという
実験を行いました。超伝導を確認するまで冷却してその後
加熱したのですが,冷却時の温度曲線と加熱時の温度曲線が
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この原因として何が考えられるか教えていただければ有りがたいです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ずれ方の度合いにもよりますが、温度を上下させたときの
温度勾配が大きかったんだと思います。

 温度を測っている熱電対は、サンプルの電圧を
測定している点に密着させているわけではあり
ませんよね。
  
 熱電対は熱伝導率の大きな金属であるのに
対して、酸化物超電導体は熱伝導率が小さい
セラミックですから、温度を急激に上げると
熱電対の温度は92ケルビンでも酸化物超電導体
の電圧測定している部分は90ケルビンだった
りすることが考えられます。

 また室温300K付近からTc90K以下まで
200度以上1度下げてまた上げるわけですから、
熱応力などで、サンプルに小さな傷が入る
などして電気的なパスに違いが出ているかも
しれません。

 簡易的にTcを測定するときは数時間で
60Kくらいまで下げたときのデータ
でいいと思います。

 何かの理由で温度を下げたときと上げたとき
の差を見てみたいのなら、熱電対の位置
など、温度測定方法を工夫し、2,3日かけて
測定してみればいいと思います。

Q日局の電気伝導率計について(電気導電率)

日局の電気伝導率計の装置適合性について質問です。
(わからないことだらけで、長文です)

1.標準の平均値が5%以内、再現性が2%以内、とありますが、何回測定するのが妥当なのでしょうか?3~5回かなと思っているのですが、5回だと1回100mL使うとして、一度に500mL以上の標準液を使うことになりますよね・・・。

2.標準品1000.0gをとる、と書いてあるのですが、対応する天秤がなくてはかれません。フィルアップでも大丈夫なのでしょうか。(2回分25,000円ほどで売っていますが、使用日ごとに使うとなるとかなりの出費。日局対応で使用できるもので、もっと安いものがあるのでしょうか?)

3.水の測定を想定している場合、標準の濃度はどれが適当なのでしょうか?メーカーは133.0μS/cmでやっているのですが、それでも問題ないのでしょうか。

4.測定は20±0.1℃で制御しろ、とあるのですが、恒温槽のIOQは必要でしょうか?自分は必要ないと思うのですが、必要ない根拠を上司に説明できません・・・。

どれかひとつでもけっこうです、回答いただけると大変うれしいです。
現場で実際やっているやり方などを教えていただけるとなおうれしいです。

日局の電気伝導率計の装置適合性について質問です。
(わからないことだらけで、長文です)

1.標準の平均値が5%以内、再現性が2%以内、とありますが、何回測定するのが妥当なのでしょうか?3~5回かなと思っているのですが、5回だと1回100mL使うとして、一度に500mL以上の標準液を使うことになりますよね・・・。

2.標準品1000.0gをとる、と書いてあるのですが、対応する天秤がなくてはかれません。フィルアップでも大丈夫なのでしょうか。(2回分25,000円ほどで売っていますが...続きを読む

Aベストアンサー

>現場で実際やっているやり方
はいいのですが、現場でしか通じない用語が多すぎるように思います。
全体的に校正操作についての質問であると思いますので、校正操作に関する一般論で回答します。

1.通常は1回です。
pHのように「3点校正」のような操作もありますが、数回測定して、その平均値で校正する機能でもついているのでしょうか?
あとは、その校正値を用いて、同一の溶液を数回測定して、再現性を確認するしかありません。

2.「標準品1000.0gをとる」
標準品とは何ですか?
伝導率と言えば、このようなものですか。
「塩化カリウム標準液」
https://www.toadkk.co.jp/product/useful/useful15.html
それにしても、「1000.0g」は多すぎませんか。単位はmgでは?
通常は「正確に目標量を測り取る」操作は困難なため、目標量に近い量の「正確な質量」を測り取り、その質量によって校正します。
「フィルアップ」→「メスアップ」では?

3.「水の測定を想定している場合」
「何μS/cm以下に抑えたい」かは不明ですが、「133.0μS/cm」も私の感覚からするとかなり低い数値です。

4.
最近の装置は温度補正を自動でやってくれたりもします。
そのような機能はついてますか?
自動補正を嫌う場合もあります。
基本的には私もあまり信用していませんが、要するに求められる精度?の問題ではないでしょうか。

>現場で実際やっているやり方
はいいのですが、現場でしか通じない用語が多すぎるように思います。
全体的に校正操作についての質問であると思いますので、校正操作に関する一般論で回答します。

1.通常は1回です。
pHのように「3点校正」のような操作もありますが、数回測定して、その平均値で校正する機能でもついているのでしょうか?
あとは、その校正値を用いて、同一の溶液を数回測定して、再現性を確認するしかありません。

2.「標準品1000.0gをとる」
標準品とは何ですか?
伝導率と言え...続きを読む

Q高温超伝導 高温超電導 超伝導 超電導 論文

高温超伝導体についての間違った、またはウソの内容が書いてある論文があったら紹介して下さい!よろしくお願いします!!!

Aベストアンサー

論文自体のURLをここで示すのはちょっと違反ですね。
超異説理論の紹介ですよ。うそと決まってません。
では、内容だけ紹介します。

1.高温超電導体は酸素イオンの導電体である。
2.酸素イオンはホッピングで伝導し伝導中にエネルギーを失う。
3.高温超電導体はBCS理論で説明できる。
4.高温超電導体の温度が90K以上であっても、酸素イオンは0K近辺であり、クーパー対を生成している。
5.冷却された酸素イオンは熱的に絶縁されている。なぜならバルクと結合をもっていず、かつ、超電導状態では価電子帯から熱供給をうけないためである。

Q超伝導について

超伝導って、超低温じゃないとできないですよね。
「もし、あれが気温でも存在するならなにに使えるか」を考えてます。
アイディア貸してください。

Aベストアンサー

常温で超伝導を示すのなら、送電線への利用が一番でしょうね。
送電の際の抵抗による損失がなくなるので、作った分だけ電力を供給できますからね。
そしたら電気代も安くなるかもしれませんね。


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