Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


Ёталон вольта на эффекте ƒжозефсона




 

Ёффект ƒжозефсона возникает в контактах двух сверхпроводников, разделенных тонким слоем диэлектрика (рис. 1.11).

 

–исунок 1.11 - —хематическое изображение джозефсоновского перехода

 

 ак известно, в вакууме электроны отталкиваютс€ друг от друга по закону  улона. ¬ твердом теле, помимо электронов, имеютс€ положительно зар€женные ионы решетки. ѕрит€гива€сь к электронам, они экранируют их зар€д. ¬ некоторых веществах при достаточно низких температурах суммарное взаимодействие электронов может соответствовать их слабому прит€жению. ¬ этом случае электроны образуют так называемые куперовские пары. “акие пары, в отличие от отдельных электронов, имеют нулевой спин (т.е. подчин€ютс€ статистике Ѕозе). Ёто позвол€ет большому числу пар скапливатьс€ в одном и том же квантовом состо€нии. ≈сли средн€€ скорость куперовских пар отлична от нул€, т.е. существует незатухающий электрический ток, то говор€т, что имеет место €вление сверхпроводимости.

≈сли приложить к двум сторонам ƒжозефсоновского перехода разность потенциалов U, то при туннелировании куперовской пары электронов из одного сверхпроводника в другой избыток ее энергии 2 eU излучаетс€ в виде кванта света - фотона. „астота n0 этого кванта определ€етс€ законом сохранени€ энергии:

h n0=2 eU.

Ёто €вление называетс€ нестационарным эффектом ƒжозефсона.

≈сли наоборот, облучать джозефсоновский переход излучени€ частотой n, то при совпадении этой частоты с характерной дл€ данного напр€жени€ U частотой n0, возникает резонансное взаимодействие. “акой же резонанс наступает при n0=n/ n, где n - любое целое число, в результате чего на вольт-амперной характеристике перехода по€вл€ютс€ особенности (рис. 1.12) в виде ступенек при напр€жени€х

 

 

–исунок 1.12 - ¬ольтамперна€ характеристика джозефсоновского
перехода

 

«ар€д электрона е €вл€етс€ такой же фундаментальной физической константой, как и упоминавшиес€ выше h, c, g. ¬еличина h /2 е, называема€ квантом магнитного потока, значение которой определ€етс€ с большей точностью, чем значени€ h и е в отдельности. ѕоскольку частота в насто€щее врем€ €вл€етс€ наиболее точно измер€емой величиной, точность воспроизведени€ напр€жени€ с помощью эффекта ƒжозефсона ограничиваетс€ точностью значени€ h /2 е. —тандартное отклонение при воспроизведении вольта составл€ет в насто€щее врем€ 5.10-9.

Ќа основании эффекта ƒжозефсона выполнены эталоны единиц напр€жени€ - вольта во всех промышленно развитых стран с начала 1980 г. ¬ состав эталона обычно входит дискретный переход, возбуждаемый —¬„- излучением на частоте 8...10 √√ц, «начение квантованного напр€жени€ составл€ет при этом 4...10 м¬. —толь низкое значение воспроизводимого напр€жени€ вынуждает включать в состав эталона масштабные преобразователи напр€жени€ различной конструкции и нормальные элементы, привод€щие к потере точности. ¬ св€зи с этим, в самое последнее врем€ были созданы интегральные схемы, включающие в себ€ пор€дка 1000 переходов ƒжозефсона и позвол€ющие воспроизводить напр€жение непосредственно в 1 ¬ и выше.

»з общефизических соображений и проведенных экспериментов следует, что стабильность эталонов на основе эффекта ƒжозефсона может достигать 1016, что открывает широкие перспективы дл€ совершенствовани€ естественного эталона вольта.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-08; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 4350 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

80% успеха - это по€витьс€ в нужном месте в нужное врем€. © ¬уди јллен
==> читать все изречени€...

492 - | 492 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.009 с.