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全磁通守恒(fluxoidconservation)物理知識點

時間:2021-08-05 09:53:52 物理 我要投稿

全磁通守恒(fluxoidconservation)物理知識點

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全磁通守恒(fluxoidconservation)物理知識點

  一個多連通超導(dǎo)體內(nèi)每一個孔的凍結(jié)磁通是量子化的.。為簡單起見考慮只有一個孔。設(shè)環(huán)繞該孔的閉合曲線為C,由GL理論可得:

  `phi_L=oint_C[bb{A}(bb{r}) frac{m}{2e^2|psi(bb{r})|^2}*bb{j}_s(bb{r})]*dbb{l}`(1)

  式中φL為孔所凍結(jié)的全磁通,A(r)為矢勢,m和e為電子質(zhì)量與電荷,js(r)是超電流密度,而GL序參量|ψ(r)|2=ns為超導(dǎo)電子對數(shù)密度,$psi(bb{r})=|psi(bb{r})|e^{ivarphi(bb{r})}$為復(fù)量。由GL電流方程可將上式化為:

  $phi_L=frac{hbar}{2e}oint_Cnablaphi(bb{r})*dbb{l}$

  $=frac{hbar}{2e}[phi(bb{r}_p)]$

  P為C上任意選定的點,[φ(rp)]表示從rp出發(fā)環(huán)繞C一周又回到rp后φ(rp)數(shù)值的改變。由于ψ(r)是r的單值函數(shù),故[φ(rp)]=2πn,n為整數(shù)。于是

  φL=nφ0(2)

  φ0=h/2e=2.07×10-15韋伯為磁通量子,因此全磁通是量子化的。由于nφ0是常數(shù),則φL不隨時間變化,是守恒的,稱全磁通守恒。例如初始時刻孔的磁通ΦL=0或nφ0(n≠0),則由式(1)和(2),沒有附加條件,則不論外加或撤去磁場,或有電流js,以后仍保持孔的磁通ΦL=0或nφ0(n≠0),保持守恒。

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