1-tema: Kirisiw. Asaótkizgishlerdiń uliwmaliq qa’siyetleri

1-tema: Kirisiw. Asaótkizgishlerdiń uliwmaliq qa’siyetleri.

1908-jılda uyıq geliydi tapqan Onnes tinishlanıp qlamay geliy temperaturalarinda hár qiyli denelerdiń qásiyetlerin úyreniwge háreket etti. Metallardiń elektr qarsiliǵın temperaturaǵa baylanıslılıǵn úyreniw Leyden universitetiniń izertlew dástúriń eń tiykarǵı máselesi edi. Izleniwler óz nátiyjesin berdi suyıq geliy tabılǵannan soń úsh jıl átpey 1911-jılda Onnes jáne bir oylap tabıwdıń iyesi boldı. Asaátkiziwsheńlik hádiysesin anıqladı. Geliy-2 suyıqlıǵın asaátkiziwsheń sıyaqlı metallardıń asaótkizisheńlik hádiysesin hám makroskopik masshtabta kórinetuǵın kvant hádiyselerinen biri edi.

Sınaptıń elektr qarsılıǵın oǵada tómen temperaturalarda teksergen Onnes dástlep temperaturanı tómenlewine uyqas túrde tegis halda sınaptı elektr qarsılıǵın azayıp barıwın baqladı. Lekin temperatura 4,15 K ge jetkende káramat júz berdi. Elektr qarsılıq birden joǵalıp, nálge teń bolıp qaldı. 29.1-súwrette sınaptıń elektr qarsılıǵın temperaturaǵa baylanıslı ózgeriwi súwretlengen. Tájiriybeler kóp ret tákirarlandi. Haqıyqatında da 4,15 K átirapında elektr qarsılıq nólge teń bolıp qalıwı eksperimentte tastiyiqlandi. (Gradustıń júzden bir úleslerinde, yaǵnıy oǵırı tar temperatura aralıǵında sekiriw júz berip, elektr qarsılıq nólge aylanadı). Nátiyjede asaótkizgish tabıldı. Elektr qarsılıǵı nólge teń (yamasa elektr ótkizgishligi sheksiz) bolıp qalatuǵın jaǵdayǵa asaótkizgishlik dep ataladı. Bul jaǵdayda bolǵan dene bolsa asaótkizgish delinedi. asaótkizgish — bul tek jalǵız sınap metaliniń qásiyeti bolıp qalmay, bálkim basqa metallarǵa da tán ekenligi anıq bolıp qaldı. Qorǵasın, qalay sıyaqlı basqa metallar da asaótkizgishlik qásiyetine ıye ekenligi eksperimentte de tastiyiqlandi. Deneniń asaótkizgishlik jaǵdayına ótiwi temperaturanıń júdá kishi úleslerinde (gradustıń júzden bir úlesi) júz beredi. Sol sebepli de asaótkizgishlik temperaturanıń belgili bir ma`nisinde júz beredi, dep aytıw orınlı.

Deneniń asaótkizgishlik jaǵdayıǵa ótiw temperaturasına kritik temperatura dep ataladı hám T_Kr dep belgilenedi. T_kr temperaturadan joqarı temperaturadaǵı denelerdıń awhali normal, onnan tómen temperaturalardıń awhali bolsa asaótkizgishlik awhali dep ataladı. Izertlewler eki túrdegi asaótkizgishler bar ekenligin kórsetdi. Sapmetallarda júz beretuǵın oǵada ótkizgishIikti I túrdegi asaótkizgishler dep ataydı. Házirgi waqıtta Mendeleyev dáwirli sistemasıadagi 40 tan artıq elementlerdiń asaótkizgishlik qásiyetinene iye ekenligi belgili. Qiziǵi sonda, bólme temperaturasıda jaqsı ótkeriwshi dep esaplanǵan altın, gúmis hám mista asaótkizgishlik hádiysesi baqlanbaǵan. Sonıń menen birge, asaótkizgishlik hádiysesi ferromagnitlerde de kuzatilmegen. Lekin teoriyalıq tárepten qaraǵanda, bul metallardada asaótkizgishlik hádiysesi júz beriwine hesh qanday tosqınlıq joq. Bul metallarda asaótkizgishlik hádiysesin kuzatilmaganligining sebebi, bálkim olardıń etarli dárejede sap jaǵdayda emasliginde degen boljawlar bar. Bálkim sonday bolıwı múmkin, lekin kóplegen metallarda asaótkizgishlik jaǵdayına ótiwine olarda hár túrli kirispeler menen pataslanıwı zıyan bermegenligi de belgili. Asaótkizgishlik jaǵdayıǵa ótiw temperaturası tek deneniń ximiyalıq quramına emes, bálkim kristalldıń strukturasına da baylanıslı. Kóplegen denelerdıń kristallari hár qıylı modifikatsiyada bolıwı múmkin. Bul modifikatsiyalar ózleriniń fizikalıq qásiyetleri menen bir-birinen parıq etedi. Mısalı, vismuttiń modifikatsiyalarınan birewi hátte júdá tómen temperaturalarda da asaótkizgishlik jaǵdayına kelmeydi. Lekin basqa modifikatsiyaları bolsa asaótkizgishlik qásiyetinede iye esaplanadı. Berilliy metali bolsa tek juqa perde formasında tayarlanǵan waqıtta ǵana asaótkizgishlik jaǵdayını kórsetedi. Ayırım elementlerdiń asaótkizgishlik jaǵdayına keliwi ushın úlken basım beriw kerek boladı. Kórinip turıptı, olda, ádewir mashqalalar bar, qızıqsangiz sizge de sheshiwge jetedi.

Ekinshi túrdegi asaótkizgishlerge ximiyalıq birikpeler hám qatıspalar kiredi.Házirgi waqıtta 2 mińnan aslam eritpe hám birikpelerdiń asaótkizgishligi anıqlanǵan. Mısalı, MoN, WC, CuS sıyaqlı eritpeler ekinshi túrdegi asaótkizgishliklar toparına kiredi. 29.1-kestede birinshi hám ekinshi túrdegi asaótkizgishlikler hám olardıń kritik temperaturasınıń mánisleri berilgen.

Sap metallar ishinde ótiw temperaturası texnitsiy hám Niobiy ushın eń úlken. Niobiyning kritik temperaturası 9,46 K bolıp, ol óziniń asaótkizgishligin eritpe hám metallarda da kórsetiwi múmkin. 1961-jılda Amerikalıq fizik Kuntsler niobiydi qalay menen qatıspası Nb₃Sn ti úyrenip, bul birikpeni fantastikalıq dárejedegi asaótkizgishlik qásiyetin anıqladi. Onıń kritik temperaturası 18,05K bolıp, onnan tayarlanǵan sım bólegi induksiyasi 8,8 TI ǵa teń bolǵan magnit maydanda da asaótkizgishlik qábiletin joytpadi. Hátte bul ótkizgishten tıǵızlıǵı 1000 A/mm² tok ótkende da asaótkizgishlik qásiyeti qaldı. Asaótkizgishti elektr qarsılıǵı bolmasliǵi - bul ótkizgishtiń fundamental qásiyeti bolıp tabıladı. Lekin bul belgi jalǵız emes. Asaótkizgishtiń barlıq qásiyetleri anomaliyaǵa iye esaplanadı. Tómende sol anomaliyalardiń ayırımların, asaótkizgishlik tábiyatı hám T_kr temperaturadan tómen temperaturada denelerde neler júz beriwi haqqındaǵı máseleler menen qızıǵamız.