高温超导实验授课教案.docx

近代物理实验 授课教案

授课题目（教学章节或主题）高温超导

教学目标或要求一、 教学目标

授课类型授课时间

实验课

星期二上午、星期三下午

让学生了解高临界温度氧化物的电阻率随温度的变化关系；

使学生学会动态法和稳态法的测量方法；

使学生懂得超导材料的电阻测量方法、热电势消除方法及测温和控温的原理和方法。二、 教学要求

利用动态法测量高临界温度氧化物超导材料的电阻率随温度的变化关系。

通过实验掌握利用液氮容器内的低温空间改变氧化物超导材料温度、测温及控温的原理和方法。

学习利用四端子法测量超导材料电阻和热电势的消除等基本实验方法以及对实验结果的分析与处理。

选用稳态法测量高临界温度氧化物超导材料的电阻率随温度的变化关系并与动态法结果进行比较。

三、 教学内容（包括基本内容、重点与难点）

检查学生的实验预习报告；

学生进入实验室后先让其对照仪器，了解实验仪器的使用操作方法，确定实验调节步骤，分析预测实验过程中可能遇到的问题；

在此基础上，将实验原理、技术上实现的思路、相应的硬件要求及操作要领作一提

炼性讲解；

现场提问，提问内容例如：1）什么叫超导？超导现象是在什么背景下发现的？什么叫高温超导？2）超导体具有什么特性？影响超导体超导特性的外部因素主要有哪些？3）超导现象可能会带来哪些实用前景？4）如何消除接触电阻对测量的影响？5）本实验宜先做动态法测量还是稳态法测量?为什么?

学生合作进行实验，观察、分析和讨论实验现象，记录实验数据；1）进行动态法测量和讨论，记录实验参量和测量数据；2）利用稳态法，在零电阻温度与０℃之间进行Ｒ-Ｔ分布的测量采样。

检查学生实验数据、实验仪器的规整情况和签到情况；检查结束实验完毕。四、 重点与难点

重点：超导材料的电阻率随温度的变化关系；

难点：实现测量的技术手段。五、 教学手段与方法

学生操作，教师指导。

六、 思考题、讨论题与作业

1.超导样品的电极为什么一定要采用四端子接法?假定每根引线的电阻为０.１Ω，电极与样品间的接触电阻为０.２Ω，数字电压表内阻为１０ＭΩ，试用等效电路分析当样品进入超导态时，直接用万用表测量与采用图２接法测量有何不同?

本实验的动态法升降温过程获得的Ｒ

本实验的动态法升降温过程获得的Ｒ-Ｔ曲线有哪些具体差异？为什么会出现这些差异？

七、 参考资料

林良真.我国超导技术研究进展及展望.电工技术学报,2005，20(1):1-7

金延.高温超导材料的最近发展.工业材料,2004

吴思诚、王祖栓.《近代物理实验Ⅰ》.北京大学出版社

吴平.高Tc超导材料YBCO临界温度测量方法.大学物理实验,2006,19(3):5-7

石勇.超导材料的制备与特性研究综述.山西煤炭管理干部学院学报,2006(2):1-2

周午纵，梁维耀.高温超导基础研究[M].上海：上海科学技术出版社，1999.

张其瑞.高温超导电性[M].杭州：浙江大学出版社，1992