磁悬浮的反直觉定位能力是如何实现的？超导体又是如何卡在空中的？

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视频介绍

零电阻和完全抗磁性，是超导体的两个重要特性。当将一块二类超导材料，冷却到临界温度以下。它的电阻就会变为零，并处于超导状态。如果把这块超导体置于磁铁圆盘的上方，无论平放还是倾斜，它都能保持固定姿态悬浮，甚至在磁铁盘子的下方，也依旧能保持任意的距离和姿态，作无阻力的圆周运动。但你想过没有，超导体是如何卡在空中的？这种反直觉的定位能力，是怎么形成的呢？其实，当第一类超导体在临界温度以下时，不仅电阻为零，当它所处的磁场强度在临界值以下，这种超导材料的内部磁场也为零。这就会造成外来的磁场绕道而行，就像水流绕过石头一样。所以这种超导体无法卡在空中。而第二类超导体能够卡在空中的原因，则是它内部存在高密度的晶格排列缺陷，这些缺陷允许外来的磁通线穿过。并通过与磁通线的相互作用，将体内的磁场定住。使磁通线无法在缺陷中移动，形成了所谓的钉扎效应。所以从外部看，磁通线大部分都是绕过超导体穿行。但进入和穿出晶阵缺陷的磁通线，由于晶阵缺陷造成的钉扎效应，会再进入一端汇聚、而在穿出一端分散。形成数以亿计的微型漏斗，这些磁通线形成的漏斗，由于口大底小，对超导体的移动形成了阻挡，所以无论将超导体置于磁场中的任何位置，都能克服重力，保持固定姿态。看起来这就是一列没有动力的磁悬浮火车。如果想让不使用轮子的磁悬浮火车前进。其实非常简单。一个电池头尾粘两个磁铁，放进铜丝缠绕的弹簧管子里，这就是直线电动机。此时电池两头的磁铁与铜丝接触，使线圈接通了电池的正负极，而形成环形电流，生成了直线型磁场。正好和电池两头的小磁铁前吸后推，于是电池就被推动前进了。