由於摩擦的本質是電磁力,超導材料能夠實現零摩擦嗎?

時間 2021-06-12 01:25:34

1樓:神秘博士DoctorWu

這個提問有點意思。值得深究。

超導磁懸浮已是不可否認的現有技術。「無摩擦」當然限於說裝置與軌道無摩擦。因此回答是肯定的。

那麼新的問題就來了。

工作中的磁懸浮列車存在前後左右上下振動,這部分動能與超導內的原子間的勢能是相互轉化的(能看成列車與超導性電子剛性連線,而電子傳遞力量擠壓著原子)。已知動能勢能轉化來去都不會轉變成熱能。也就是振動不參與摩擦。

那麼,過程連續地,縮小磁懸浮裝置,成為乙個原子大小。曾經有摩擦力的「本質」解釋說:原子與原子擠壓儲存勢能,當機會來臨就釋放勢能,產生振動,所以產熱。

我們發現「所以產熱」這一步解釋純空穴來風。實際結論是振動不參與摩擦。只要原子勢能函式不變,就導致無限多的相互擠壓又鬆開的原子不參與摩擦。

兩個滿足「原子勢能函式不變」的物體能夠保持相互滑動,它們的原子振動存在動態平衡。

敲黑板,我們提的,現有解釋摩擦本質的作品裡,應當加一句:原子勢能函式隨機性地變化才是摩擦產熱的根本原因。

常見的物質滿足不了「原子勢能函式不變」。所以有摩擦。已經承認的超流現象就滿足了「原子勢能函式不變」,所以無摩擦。

這裡的勢能還能夠是電子與原子的勢能。說到底就是電子佔據的能級嘛。電子與晶格的無摩擦也是同樣的。

2樓:程巖

超導是指電子在導體中運動不受阻力,但是導體中的電磁相互作用還是存在的,分之之間依然考電磁力結合在一起,所以是無法實現零摩擦的。

至於為什麼電子不受阻力現在還沒有乙個公認完美的理論來解釋。

3樓:由田甲

超導材料具有完全抗磁性,可以實現磁懸浮,某種意義上也算零摩擦吧。

超導磁懸浮比現有的普通磁懸浮厲害多了,它不消耗能量,不需要任何電子控制,正著側著倒著都能懸,很神奇。

4樓:哲輝

首先你不能用經典力學的思維理解超導,超導是量子力學現象。

通常的摩擦是凝聚態物質接觸面的相對運動,導致表面化學鍵的部分破壞和范德華力破壞和重構,導致能量的耗散產生熱的釋放。

而超導態是具有週期勢場的電子(能帶導帶的電子)由於電子間作用產生的相干性現象:兩個k矢相反(動量相反)、自旋相反的電子通過電子交換相互作用產生「互相吸引」的效果,成對,也就是所謂的Cooper對,它表現出玻色子的行為。這個Cooper對在電場下可以無耗散的輸運,這就是超導。

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