剧情简介
影片讲述的是八十年代中期,在高科技领域,一场世界范围的低
温物理超导研究竞赛引起世界许多国家的热情关注。在此背景下,一批中国物理学专家在林亚眠老教授和青年物理学家贝小知的带领下,建立了名为“低温俱乐部”的民营基础科研机构。在商品大潮的冲击下,他们固守着科学家特有的精神信念。
和以往反映科学领域的电影有所不同,《超导》把一个深刻的物理课题生活化、哲理化了。“超导现象”实际上是指电流在特定的条件下可以达到无阻力、自由畅通的状态,其工业意义十分巨大。在剧中,科学家在研究“超导现象”的同时也在深情地呼唤人与人之间的“超导状态”,渴望人们也能达到无障碍的沟通。影片把科学家们在实验过程中面临的各种困难、阻力和与之抗争的过程升华为人类科学现象的发现过程,让人们在深入浅出之中产生共鸣。拉近深奥的科学领域与普通人的距离。另外,影片《超导》首次把科学家的形象个性化,如王志文扮演的男一号,“超导”研究室的发起人贝小知,就是一个现代味道十足的青年学者,他机智、幽默、自负、好强,他的身上散发的是人格的魅力,他不再是只知道自己的课题而毫无生活情趣的书呆子。剧中,他的搭档形象怪僻、倔强却才华横溢,更是以往影视作品中难以看到的典型。另外,《超导》更是大胆地把镜头对准了普通的科学家,他们不是诺贝尔奖获得者,他们或许只是此项研究的一块奠基石,可是正是他们的投入、奉献才让人看到中国科学家的希望,中国科学领域后继有人。
影片《超导》可以说填补了我国电影在反映当代科学工作者方面的空白。他以一个讲述普通人生活的方式把一群生活在科学王国里的年轻人带给观众,所以从某种意义上说《超导》可能会在广大的青年知识分子中引起反响。
详细剧情
超导现象(英语:Superconductivity)是指材料在低于某一温度时,电阻变为零的现象,而这一温度称为超导转变温度(Tc)。超导现象的特征是零电阻和完全抗磁性。
== 超导体的基本特性 ==
超导现象是指材料在低于某一温度时,电阻变为零(以目前观测,即使有,也小至10−25欧姆·平方毫米/米以下)的现象,而这一温度称为超导转变温度(Tc)。超导现象的特征是零电阻和完全抗磁性。
金属导体的电阻会随着温度降低而逐渐减少。然而,对于普通导体如铜和银,即使接近绝对零度时,仍然保有最低的电阻值,这是纯度和其他缺陷的影响所致。另一方面,超导体的电阻值在低于其"临界温度"时,一般出现在绝对温度20 K或更低时会骤降为零。在超导体线材里面的电流能够不断地持续而不需提供电能。如同磁性和原子能谱等现象,超导特性也是种量子效应。这种性质无法单纯靠传统物理学中理想化的「全导特性」来理解。
超导现象可在各种不同的材料上发生,包括单纯的元素如锡和铝,各种金属合金和一些经过佈涂的半导体材料。超导现象不会发生在部分金属(如金和银),也不会发生在大部分的磁性金属上。
在1986年发现的铜氧钙钛陶瓷材料等系列,即所谓的高温超导体,具有临界温度超过77K的特质,基于各种因素促使学界又再度燃起研究的兴趣。对于纯研究的领域而言,这些材质呈现一种现象是当时BCS理论所无法解释的。(依BCS理论,当温度超过39K,库珀对会不稳定而无法维持超导状态。)而且,因为这种超导状态可在较容易达成的温度下进行,尤其若能发现具备更高临界温度的材料时,则更能实现于业界应用。
== 超导体的分类 ==
超导体的分类没有唯一的标准,最常用的分类如下:
由物理性质分类:可分成第一类超导体和第二类超导体。
由超导理论来分类:可分成传统超导体(若超导机制可用BCS理论解释)和非传统超导体(若超导机制不能用BCS理论解释)。
由超导相变温度来分类:可分成高温超导体(若可用液态氮冷却就形成超导体)和低温超导体(若需要其他技术来冷却) 。
由材料来分类:它们可以是化学元素(如汞和铅)、合金(如铌钛合金和铌锗合金)、陶瓷(如钇钡铜氧和二硼化镁)或有机超导体(如富勒烯和碳纳米管,这可能都包括在化学元素之内,因为它们是由碳组成)。
== 发现 ==
1908年,荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯成功将氦气液化,随后在1911年春,昂内斯在用液氦将汞的温度降到4.15 K时,发现汞的电阻降为零。他把这种现象称为超导性。后来昂内斯和其他科学家陆续发现其他一些金属也是超导体。昂内斯因为对生产液氦的贡献以及发现超导现象而获得1913年的诺贝尔物理学奖。
== 完全抗磁性 ==
1933年,德国物理学家瓦尔特·迈斯纳和罗伯特·奥克森菲尔德发现了超导体的完全抗磁性,即当超导体处于超导状态时,超导体内部磁场为零,对磁场完全排斥,即迈斯纳效应。但当外部磁场大于临界值时…