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超導時代降臨,能量損耗從此為零!能源科技最終解:抗磁效應×磁浮原理×量子干涉×材料應用,近代物理重大發現,創造接連不斷的科學奇蹟

超導時代降臨,能量損耗從此為零!能源科技最終解:抗磁效應×磁浮原理×量子干涉×材料應用,近代物理重大發現,創造接連不斷的科學奇蹟

作者: 羅會仟
出版社: 崧燁文化
出版日期: 2023/09/19
ISBN-13: 9786263576162
書店 1






內容描述


科技生活的夢想藍圖 × 超導體入門必讀之作
 
二十一世紀,又稱超導的時代
磁浮列車、永續能源、節能火箭……
科幻電影中的神奇發明,即將成為現實!
 
  ▼超導體,到底是什麼東西?
  超導材料是指當溫度低於某個程度,該材料就會出現超導現象。超導現象主要會呈現兩大特性:一個是「電阻為零」,即電流在超導體內部流動時,不會有損耗而能一直流通,成為永久電流;另一則是「完全反磁現象」,若外加磁場在超導體上,超導體會排除磁場,使磁力線完全不能通過。
 
  超導體自發現以來就被視為極有發展潛力的科學現象,但早期發現的超導材料如水銀、鉛、錫等超導臨界溫度都低於攝氏零下260度,經過科學家經年累月的努力,如今的超導體研究已被確認能應用在日常生活的諸多方面。
 
  ▼超導體如何解決人類的能源危機?
  目前市面上用以傳輸電力的銅線,傳輸時會造成電力損耗;若能改用零電阻的「超導電線」,就可以讓被浪費掉的電成為可運用的電。
 
  由於電力難以儲存,且能儲存的量有限。但若用超導材料繞成線圈,由於零電阻,可以讓電流永久流動,產生出的磁場具有能量,讓人們用以儲存太陽能發電及風力發電的能源。
 
  而「超導馬達」也可以應用在風力發電機的改良上。由於超導磁場較強,方便研製尺寸更小的機器,產生的噪音也較小。
 
  ▼磁浮列車、電磁推進船……讓交通更方便!
  早在19世紀末,就已經有使列車上浮的構想,其中包括了運用氣球原理讓列車「漂浮」在鐵路上行駛,或是運用水流使列車運行。1922年,德國工程師赫爾曼提出了利用「磁力」使列車懸浮的想法。直到1969年,德國製造出一列利用「磁力」懸浮的小型列車,三年後日本亦研發出磁浮列車。而在海運方面,西元1992年,第一艘超導磁流體推進船「太和一號」於日本試航成功。
 
  這些運用超導體技術的交通工具,大多具備快速、安靜、汙染少的優點,極具未來科學研究及應用價值。面對人口過剩、能源日益稀少的地球,科學家們迫切要做的,便是找出花費成本更低、生產更便利的超導材料。
 
本書特色
 
  本書主要介紹了超導從發現至今的歷史與超導現象的特性,並說明超導體分在能源與電力工業、產業與運輸、醫療與診斷以及通訊各領域上的應用情形。


目錄大綱


代序 百年超導,魅力不減
作者自序

第1章 啟蒙時代
1 慈母孕物理:物理研究的起源
2 人間的普羅米修斯:電學研究的歷史
3 雞蛋同源:電磁學的背景知識
4 電荷收費站:電阻的基本概念
5 神奇八卦陣:材料結構與電阻的關係
6 秩序的力量:材料磁性結構與物性

第2章 金石時代
7 凍凍更健康:低溫物理的發展
8 暢行無阻:超導零電阻效應的發現
9 金鐘罩、鐵布衫:超導完全抗磁性的發現
10 四兩撥千斤:超導磁浮的基本原理
11 鬥毆的藝術:超導量子干涉的原理和應用
12 形不似神似:超導唯象理論
13 雙結生翅成超導:超導微觀理論
14 煉金術士的喜與悲:超導材料的早期探索

第3章 青木時代
15 陽關道、醉中仙:氧化物超導體
16 胖子的靈活與惆悵:重費米子超導體
17 朽木亦可雕:有機超導體
18 瘦子的飄逸與糾結:輕元素超導體
19 二師兄的緊箍咒:二硼化鎂超導體

第4章 黑銅時代
20 「絕境」中的逆襲:銅氧化物超導材料的發現
21 火箭式的速度:突破液氮溫區的高溫超導體
22 天生我材難為用:銅氧化物超導體的應用
23 異彩紛呈不離宗:銅氧化物高溫超導體的物性(上)
24 霧裡看花花非花:銅氧化物高溫超導體的物性(下)
25 印象大師的傑作:高溫超導機理研究的問題
26 山重水複疑無路:高溫超導機理研究的困難
27 盲人摸象:超導研究的基本技術手段

第5章 白鐵時代
28 費米海裡釣魚:鐵基超導材料的發現
29 高溫超導新通路:鐵基超導材料的突破
30 雨後春筍處處翠:鐵基超導材料的典型結構
31 硒天取經:鐵硒基超導材料
32 鐵匠多面手:鐵基超導材料的基本性質
33 銅鐵鄰家親:鐵基和銅基超導材料的異同
34 鐵器新時代:鐵基超導材料的應用

第6章 雲夢時代
35 室溫超導之夢:探索室溫超導體的途徑與實現
36 壓力山大更超導:壓力對超導的調控
37 超導之從魚到漁:未來超導材料探索思路
38 走向超導新時代:超導機理和應用研究的展望

後記
圖片來源


作者介紹


作者簡介
 
羅會仟
 
  物理學博士。主要從事高溫超導機理的實驗研究,已發表學術論文百餘篇,並獲得多個獎項。代表作有《「無理」的物理》、《水煮物理》。在《物理》、《現代物理知識》、《科學》、《自然雜誌》等刊登若干科普文章,參與撰寫《十萬個為什麼》(第六版物理卷)、《改變世界的科學叢書:物理學的足跡》等系列科普圖書。






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