普通物理实验报告超导

1、实验第 1 页实验日期 教师评定 【实验名称】高温超导材料特性测试和低温温度计【目的要求】1)了解高温临界温度超导材料的基本特性及其测试方法。2)了解金属和半导体 pn 节的伏安特性随温度的变化以及温差电效应。3)学习几种低温温度计的比对和使用方法，以及低温温度控制的简便方法【仪器用具】低温恒温器，不锈钢装置。容器和支架，PZ158 直流数字，BW2 高温超导材料特性测试【实验原理】1)高临界温度超导电性1911 年，用液氦冷却水银线，并通以几毫安的电流，在测量其端电压时发现，水银线的电阻突然跌落到 0，这就是所谓的超导电现象。如果维持外磁场、电流和应力等在足够低的数值，则样品在这一定外部条件

2、下的超导转变温度，成为超导临界温度，用 TC 表示。超导体还具有完全抗磁性，就是说 B 感应线无法穿过超导体。温度的升高，磁场或者电流的增大，都可以使超导体从超导态转变为正常态。2)金属电阻随温度的变化金属电阻往往要随温度变化，对于 pt 电阻，在液氮正常沸点到室温的范围内，T=aR+b3)半导体电阻随温度的变化半导体有负的电阻温度系数，关系比较复杂。4)电测量原理及测量设备电测量的是 BW2 高温超导材料特性测试装置。电阻测量用四引线测量法：恒流源通过电流印象奖测量电流供应给样品，电压表通过两根电压引线来测量电流导致的电势差。这样可以排除引线和接触电阻对测量的影响，是国际标准实验第 2 页实

3、验日期 教师评定 的方法。Pt 电阻和二极管测量电路通过电压表配合标准电阻来测量电流。【实验内容】1)液氮的灌注替老师已经完成2)按照 BW2 上面的虚线，把各个孔连接起来。3)室温下数据：Pt 电流：100.00mV/100=1.00mAPt 电压：107.82mVSi 电流：1.0000V/10K=100uASi 电压：0.5235mV样品电流：100.093mV/10=10.0093mA样品电压：0.121mV, 0.122mV4)把测量用的探头放入到瓶中，注意不要让紫铜块浸入到液氮中。让液面计示数为0.000mV 附近，经常性的查看这个参数，如果它变大就要调整探头高度。一些数据：温度/

4、KPt 电压/mVSi 电压/V电偶/mV+向电压/mV反向电压/mV272.98103.000.44005.390245.3091.300.62704.340223.6682.150.69103.565201.0672.600.75382.840175.9962.000.82582.104154.1152.750.88701.518129.8642.500.94950.9490.0620.063118.7437.800.97680.7150.0580.060110.4634.300.99660.5540.0550.056实验第 3 页实验日期 教师评定 绘制出图：温度/KPt 电压/mVSi

5、 电压/V电偶/mV+向电压/mV反向电压/mV106.3232.551.00640.4760.0520.055101.2830.421.01830.3850.0490.05295.5628.001.03150.2850.0450.04695.2027.851.03230.2770.0450.04794.9027.721.03310.2730.0440.04694.3827.501.03420.2640.0440.04693.9027.301.03530.2570.0430.04593.4327.101.03640.2480.0420.04492.9826.911.03740.2410.041

6、0.04292.7726.821.03800.2370.0380.04092.5826.741.03840.2350.0360.03792.4826.701.03860.2340.0330.03492.4126.671.03870.2370.0300.03192.3726.651.03880.2320.0270.02892.2926.621.03900.2310.0210.02392.2226.591.03920.2290.0150.01892.1526.561.03930.2280.0110.01392.1326.551.03950.2280.0090.01191.9926.491.0397

7、0.2260.0070.00891.9226.461.03980.2240.0060.00891.8226.421.04010.2230.0050.00791.5826.321.04060.2190.0040.00691.3726.231.04110.2150.0040.00491.1826.151.04160.2120.0020.00390.9726.061.04200.2090.0010.00290.8326.001.04240.2070.0000.00190.5728.891.04290.2000.0000.00077.4620.351.07230.0010.0000.000实验第 4

8、页实验日期 教师评定T-Si电压1.20001.00000.80000.60000.40000.20000.00000.0050.00100.00150.00T/K200.00250.00300.00电偶电压-T6.0005.0004.0003.0002.0001.0000.0000.0050.00100.00150.00T/K200.00250.00300.00电偶电压/mVSi电压/V实验第 5 页实验日期 教师评定 0.0700.0600.0500.0400.0300.0200.010N2, 77.460.0000. 020.0040.0060.0080.00100.00120 00140 00-0.010T/K测量得到液氮温度下Pt 电流:100.03mV/100=