[实用新型]一种演示超导磁悬浮特性的教学仪器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种物理演示教学仪器，主要涉及对超导磁悬浮现象的演示，属于物理实验仪器领域。 

背景技术

1911年荷兰科学家翁纳斯在测量低温下水银电阻率的时候发现，当温度降到零下269摄氏度附近时，水银的电阻消失了。这种电阻消失的现象，叫做零电阻性。人们把这种电阻接近零的材料叫做超导体。 

很快，人们发现超导体处于超导态有两个基本性质，一是零电阻效应，二是完全抗磁性(又称迈斯纳效应)。零电阻效应，对于学生而言，相对好理解；而完全抗磁性往往使学生一头雾水。 

完全抗磁性，即在磁场中一个超导体只要处于超导态，则它内部产生的磁化强度与外磁场完全抵消，从而内部的磁感应强度为零；即，磁力线完全被排斥在超导体外面。磁悬浮就是利用超导体的完全抗磁性实现的，目前，上海建成的商业运行的高速磁悬浮轨道交通就是基于此原理。 

在日常教学，当教师讲解超导基本性质的时候，学生需要先在感官上对磁悬浮有一个基本的认识，再通过教师的讲解，从而逐渐理解完全抗磁性。因此日常教学中需要一种简单实用的演示仪器，使学生能够观察到超导磁悬浮现象。 

本实用新型就是针对上述的问题而提出的，提供一种演示超导磁悬浮的教学仪器，而且方便的演示超导体的完全抗磁性。 

实用新型内容

将超导体块材用支撑物放在磁极附近，然后使超导材料降温至超导态，则超导体呈现完全抗磁性，磁力线完全被排斥在超导体外面，这时去掉支撑物，超导体块材会悬浮在磁极附近。 

以上均可以利用现有技术轻松实现。本实用新型专利的特征在于，提供了一种方便的演示超导磁悬浮特性的实验仪器，包括：NdFeB永磁体块材、YBaCuO超导体块材等。 

提供了一种演示超导磁悬浮特性的教学仪器，包括：NdFeB永磁体部分、YBaCuO超导体部分，其特征在于：仪器下方的NbFeB永磁体块材和仪器上方的NbFeB永磁体块材NS极相对形成磁场，当处于超导态的超导体部分放在所述磁场的中心区域时，超导体部分会悬浮在该区域。 

附图说明

图1为的超导磁悬浮演示仪器的结构示意图； 

图2为超导体部分的截面示意图。 

在上述图中，1表示仪器下方的NdFeB永磁体块材(以N极朝上为例)，2表示仪器下方的NdFeB永磁体块材(以S极朝下为例)，3表示连接上下NdFeB永磁体块材的连接杆，4表示盛放超导体块材的圆柱型外筒，5表示放在圆柱型筒底的圆柱形YBaCuO超导体块材。 

具体实施方式

下面将结合附图来对本实用新型做出进一步描述，以使得本实用新型的优越性得到更好的体现。 

1.如图1所示，将超导磁悬浮演示仪器放在水平桌面上，仪器上的NdFeB永磁体块材NS极相对，例如仪器下方的永磁体块材1的N极朝上，仪器上方的永磁体块材2的S极朝下。 

2.将含有YBaCuO材料的超导体部分放在磁场的中心区域，永磁体部分和超导体部分用一定厚度的泡沫塑料隔开。 

3.将液氮从上口倒入盛放超导体材料的圆柱型外筒3中，待温度下降至超导态，小心的去除泡沫塑料，则此时超导体悬浮在永磁体部分的上方。 

4.上下左右推动超导体部分，会发现有较大的阻力，说明磁力线因不能够穿过超导体而产生的磁约束现象。 

5.以上现象表明磁力线完全被排斥在超导体外面。 

由此，本实验装置方便的演示超导磁悬浮现象，并形象的说明了完全抗磁性。