约瑟夫逊效应，约瑟夫逊效应有哪些应用

1，约瑟夫逊效应有哪些应用

约瑟夫逊效应主要用于： ① 用约瑟夫逊效应制成高灵敏度磁强计，灵敏度达10□高斯，可测量人体心脏跳动和人脑内部的磁场变化，作出“心磁图”和“脑磁图”。在物理研究和地质探矿等方面也得到应用。 ② 在计量方面，70年代初期研制出电压基准监视系统。约瑟夫逊效应还用于制作高精度检流计、电压比较仪、电流比较仪和用于射频电压、电流、功率及衰减的精密测量。 ③ 用作毫米波、亚毫米波的检波器和混频器，其优点是噪声低、频带宽、损耗小。 ④ 约瑟夫逊结可用作计算机中的开关和记忆元件。开关速度已达到10皮秒，功耗也很小。

约瑟夫逊效应有哪些应用

2，什么是乔瑟芬效应

正确叫约瑟夫逊效应　在线形量子力学中，由于电子等微观粒子具有波粒二象性，当两块金属被2113一层厚度为几十至几百A的绝缘介质5261隔开时，电子等都可穿越势垒而运动。加电压后，可形成隧道电流，这种现象称为隧道效应。若把上述装置中的两块金属换成超导体后，当其介质层厚度减少到30A左右时，由超导电子对的长程4102相干效应也会产生隧道效应，称为约瑟夫逊效应　　1962年，B.D.约瑟夫逊计算了两边都是超导体结的隧道效应，得到以下1653重要结果：①在超导结中电子对可以通过氧化层形成超导电流，而结上并不出现电压，内称为直流约瑟夫逊效应。在外磁场中，超导结的最大超导电流随磁场出现规律性的变化。②当结上加有电压U时，产生高频超导电流,效率为2电子伏／时，这称为交流约瑟夫逊效应。　　1963年，C.D.安德森和容J.H.罗厄尔在实验中观察到直流约瑟夫逊效应。罗厄尔又在实验中证实了最大超导电流与磁场的关系，约瑟夫逊的理论遂得到完全的证实。

唉，刀疤鼠杀了迷乱村统治者呢，吃了它的boff，这个刷图也知道，这个列瑟芬应该在国外代表着什么含义，感觉用故事的角度去玩的话，会有不同的趣味，给人更想探索的感觉。

什么是乔瑟芬效应

3，沙船为什么要消磁

消磁原理：消磁机内有线圈、磁导体、控制线路。它将交流电变成高频交流电，通入线圈，使其产生高频磁场，再由磁导体将高频磁场输出到消磁机工作区内。将舰体置入消磁机的工作区时，高频磁场，和较强的磁力，将舰体的磁性中和为中性，使其不带磁性。舰船消磁也就是给舰船退磁.1.舰船的磁性那里来的?其内因是舰船的制造的钢板都是具有一定硬度的碳钢,从磁性材料的分类来讲,硬度很高的高碳钢就已不是所谓的软磁材料了而是具有一定的矫顽力( Hc )硬磁(也叫永磁)或半硬磁材料;其外因是地磁场的磁化作用,把具有半硬磁特性的舰船的船板磁化了,因而舰船带磁.由于舰船成本和强度等多种原因,也不可能用无磁的不锈钢或钛钢来制造舰船的船体.2,给舰船消磁的要点是;舰船带的磁只能用磁场来消掉.这个消磁的磁场一般只能用工频(50HZ)或低频,不可能用高频,没用高频消磁一说,高频在大导体上的趋肤效应除了发热还能消磁嘛?3舰船消磁只能用消磁线圈一个区域一个区域的退磁.4,退磁或消磁的过程是先把消磁场开到最大值,然后连续衰减消磁电流,使消磁场逐渐减少到零.不断的移动消磁线圈的位置,就完成了舰船的消磁.消磁做的好不好,净不净,是可以测量出来的.一般的仪表是叫特斯拉计也叫高斯计,精确的测量可用核磁共振高斯计或者ddgg大动干戈所提到的超导技术探测或检测,这种超导器件叫约瑟夫逊器件,此种器件对磁场极为敏感,即可以此原理制做探测舰传的磁性梯度计也可制做爆破舰船的水雷的磁敏感引信

不用

沙船为什么要消磁

4，什么是BCS理论

1957年，依利诺伊大学的巴丁、库柏和施里弗提出了一个理论，后来称之为BCS理论(取自三人姓名的字头)。该理论较好地解释了超导现象。BCS理论是用量子力学来描述超导体系统状态的理论。正常态的电子是互相排斥的，超导态时，电子相互作用，使电子两两相互吸引，形成电子对，称之库柏对。含有库柏对电子的金属具有较低的能态。量子力学可以说明电子对的总动量在与金属正离子碰撞时不损失，在低能态下，库柏对电子就像无阻力的流体一样易于流动。后来，吉埃弗观察到电子在超导体之间的隧道现象，即电子从一个超导体穿过薄绝缘层到达另一超导体。随后，英国的约瑟夫逊推测BCS理论提到的库柏对也可通过薄绝缘层，这个预言很快被贝尔实验室所证实。1962年，当时是剑桥大学研究生的约瑟夫逊分析了由极薄绝缘层(厚度约为百万分之一毫米)隔开的两个超导体断面处发生的现象。他预言，超导电流可以穿过绝缘层，并且，只要超导电流不超过某一临界值，则电流穿过绝缘层时将不产生电压。他还预言，如果有电压的话，则通过绝缘层的电压将产生高频交流电。这些预言在1963年被罗威尔等人用试验证实了，这就是所谓的约瑟夫逊效应。约瑟夫逊效应是超导体的电子学应用的理论基础。1957年，前苏联物理学家阿伯里柯索夫就预言，一定存在着具有更好性能的新超导体材料，这些材料即使处在很高的磁场中也能实现超导化，磁通线可以穿透材料，但磁通线之间的区域将没有电阻地携带着电流。阿伯里柯索夫称之为第n类的超导体材料，为开发商品化的超导磁体提供了理论基础。不久，即1960年昆磁勒和他的同事在贝尔实验室的试验中发现一组超导化合物和合金(第Ⅱ类超导体)，它们可以携带极高的电流，而且在强磁场中仍具超导性。使人们又重新恢复对超导磁体和超导强电部件的浓厚兴趣。

原子核

5，什么是量子效应

原子模型与量子力学已经用能级的概念进行了合理的解释，由无数原子构成固体时，单独原子的能极就并合成能带，由于电子数目很多，能带中能极的间距很小，因此可看做是连续的。从能带理论出发，物理学家成功地解释了大块金属、半导体、绝缘体之间的联系和区别，对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒而言，大块材料中连续的能带将分裂为分立的能极，能极间的间距随颗粒尺寸减少而增大。当热能、电场能或者磁场能比平均的能极间距还小时，就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性，这就是所谓的“量子效应”。

什么是量子效应？这得从一些基本概念说起。原子模型与量子力学已经用能级的概念进行了合理的解释，由无数原子构成固体时，单独原子的能极就并合成能带，由于电子数目很多，能带中能极的间距很小，因此可看做是连续的。从能带理论出发，物理学家成功地解释了大块金属、半导体、绝缘体之间的联系和区别，对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒而言，大块材料中连续的能带将分裂为分立的能极，能极间的间距随颗粒尺寸减少而增大。当热能、电场能或者磁场能比平均的能极间距还小时，就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性，这就是所谓的“量子效应”。例如，导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体，磁距的大小与颗粒中电子是奇数还是偶数有关，比热亦会反常变化，光谱线会产生向短波长方向的移动，这就是量子效应的宏观表现。

量子效应　　是在超低温等某些特殊条件下，由大量粒子组成的宏观系统呈现出的整体量子现象。根据量子理论的波粒二象性学说，微观实物粒子会象光波水波一样，具有干涉、衍射等波动特征，形成物质波（或称德布罗意波）。但日常所见的宏观物体，虽然是由服从这种量子力学规律的微观粒子组成，但由于其空间尺度远远大于这些微观粒子的德布罗意波长，微观粒子量子特性由于统计平均的结果而被掩盖了。因此，在通常的条件下，宏观物体整体上并不出现量子效应。然而，在低温降低或粒子密度变大等特殊条件下，宏观物体的个体组分会相干地结合起来，通过长程关联或重组进入能量较低的量子态，形成一个有机的整体，使得整个系统表现出奇特的量子性质。例如，原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚、超流性、超导电性和约瑟夫逊效应等都是宏观量子效应。　　* 量子效应是量子系统所表现出的一种不同于宏观系统的现象。而量子系统即是其中微观粒子呈现出波动性的系统。表现出显著量子效应的量子系统称为是简并（退化）的系统，相应的特征温度称为简并温度（退化温度）。　　* 微观粒子呈现出波动性，即粒子的“轨道”已经失去了意义——轨道发生了弥撒（模糊）；当弥撒的轨道在空间发生一定的重叠时，各个粒子的几率分布也有一定的关联——量子关联。因此可以认为产生量子效应的条件是：　　①粒子的de Broglie波长＞＞粒子的平均间距时，系统即为量子系统。根据de Broglie波长 l = h /(2mE) 关系，知道：粒子的质量越小、能量越低、分布密度越大的系统，越容易呈现出量子效应。　　②量子关联长度＞粒子的平均间距时，系统即为量子系统。这时粒子的位置x与动量p不能同时确定，位置的不确定度Δx即可认为是量子关联长度；温度T是影响动量不确定度Δp 的一个因素：由自由粒子的平动动能 p/2m = 3kT/2，得动量不确定度Δp ≈ (3mkT),则位置的不确定度（量子关联长度）Δx ≈ h /(3mkT) 。从而见到：温度越低、粒子质量越小、粒子分布密度越大的系统，越容易呈现出量子效应。量子系统的能量是不连续（量子化）的。

6，未来计算机

基于集成电路的计算机短期内还不会退出历史舞台。但一些新的计算机正在跃跃欲试地加紧研究，这些计算机是：超导计算机、纳米计算机、光计算机、DNA计算机和量子计算机等。 1.超导计算机芯片的集成度越高，计算机的体积越小，这样才不致因信号传输而降低整机速度。但这样一来就使机器发热严重。解决问题的出路是研制超导计算机。电流在超导体中流过时，电阻为零，介质不发热。1962年，英国物理学家约瑟夫逊提出了“超导隧道效应”，即由超导体—绝缘体—超导体组成的器件（约瑟夫逊元件），当对其两端加电压时，电子就会像通过隧道一样无阻挡地从绝缘介质穿过，形成微小电流，而该器件两端的压降几乎为零。与传统的半导体计算机相比，使用约瑟夫逊器件的超导计算机的耗电量仅为其几千分之一，而执行一条指令所需的时间却要快100倍。 1999年11月，日本超导技术研究所与企业合作，制作了由1万个约瑟夫逊元件组成的超导集成电路芯片。据悉，该所定于2003年生产这种超导芯片，2010年前后制造出这种超导计算机。 2.纳米计算机在纳米尺度下，由于有量子效应，硅微电子芯片便不能工作。其原因是这种芯片的工作，依据的是固体材料的整体特性，即大量电子参与工作时所呈现的统计平均规律。如果在纳米尺度下，利用有限电子运动所表现出来的量子效应，可能就能克服上述困难。可以用不同的原理实现纳米级计算，目前已提出了四种工作机制：1）电子式纳米计算技术；2）基于生物化学物质与DNA的纳米计算机；3 ）机械式纳米计算机；4）量子波相干计算。它们有可能发展成为未来纳米计算机技术的基础。 3.光计算机与传统硅芯片计算机不同，光计算机用光束代替电子进行计算和存储：它以不同波长的光代表不同的数据，以大量的透镜、棱镜和反射镜将数据从一个芯片传送到另一个芯片。研制光计算机的设想早在20世纪50年代后期就已提出。1986年，贝尔实验室的戴维.米勒研制成功小型光开关，为同实验室的艾伦.黄研制光处理器提供了必要的元件。1990年1月，黄的实验室开始用光计算机工作。光计算机有全光学型和光电混合型。上述贝尔实验室的光计算机就采用了混合型结构。相比之下，全光学型计算机可以达到更高的运算速度。研制光计算机，需要开发出可用一条光束控制另一条光束变化的光学“晶体管”。现有的光学“晶体管”庞大而笨拙，若用它们造成台式计算机将有辆汽车那么大。因此，要想短期内使光学计算机实用化还很困难。 4.DNA计算机 1994年11月，美国南加州大学的阿德勒曼博士用DNA碱基对序列作为信息编码的载体，在试管内控制酶的作用下，使DNA碱基对序列发生反应，以此实现数据运算。阿德勒曼在《科学》上公布了DNA计算机的理论，引起了各国学者的广泛关注。阿德勒曼的计算机的计算与传统的计算机不同，计算不再只是简单的物理性质的加减操作，而又增添了化学性质的切割、复制、粘贴、插入和删除等种种方式。 DNA计算机的最大优点在于其惊人的存储容量和运算速度：1立方厘米的DNA存储的信息比一万亿张光盘存储的还多；十几个小时的DNA计算，就相当于所有电脑问世以来的总运算量。更重要的是，它的能耗非常低，只有电子计算机的一百亿分之一。与传统的“看得见、摸得着”计算机不同，目前的DNA计算机还是躺在试管里的液体。它离开发、实际应用还有相当的距离，尚有许多现实的技术性问题需要去解决。如生物操作的困难，有时轻微的振荡就会使DNA断裂；有些DNA会粘在试管壁、抽筒尖上，从而就在计算中丢失了预计，10到20年后，DNA计算机才可能进入实用阶段。 5.量子计算机量子计算机以处于量子状态的原子作为中央处理器和内存，利用原子的量子特性进行信息处理。由于原子具有在同一时间处于两个不同位置的奇妙特性，即处于量子位的原子既可以代表0或1，也能同时代表0和1以及0和1之间的中间值，故无论从数据存储还是处理的角度，量子位的能力都是晶体管电子位的两倍。对此，有人曾经作过这样的比喻：假设一只老鼠准备绕过一只猫，根据经典物理学理论，它要么从左边过，要么从右边过，而根据量子理论，它却可以同时从猫的左边和右边绕过量子计算机在外形上有较大差异，它没有盒式外壳；看起来像是一个被其它物质包围的巨大磁场；它不能利用硬盘实现信息的长期存储；但高效的运算能力使量子计算机具有广阔的应用前景。如何实现量子计算，方案并不少，问题是在实验上实现对微观量子态的操纵确实太困难了。这些计算机机异常敏感，哪怕是最小的干扰--比如一束从旁边经过的宇宙射线--也会改变机器内计算原子的方向，从而导致错误的结果。目前，量子计算机只能利用大约5个原子做最简单的计算。要想做任何有意义的工作都必须使用数百万个原子。

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