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超导磁悬浮列车
【实验目的】
通过利用超导体对永磁体的排斥和吸引的作用，演示磁悬浮和磁倒挂，理解和掌握磁悬浮原理。
【实验器材】
1．超导磁悬浮列车演示仪，如图70-1所示。由二部分组成：磁导轨支架、磁导轨。其中磁导轨是用550 × 240 × 3椭圆形低碳钢板作磁轭，按图70-2所示的方式铺以18
× 10×6 mm的钕铁硼永磁体，形成磁性导轨，两边轨道仅起保证超导体周期运动的磁约束作用。
2．高温超导体，是用熔融结构生长工艺制备的，含Ag的YBacuo系高温超导体。之所以称为高温超导体是因为它在液氮温度77KC（-196℃）下呈现出超导性，以区别于以往在液氦温度42K（-269℃）以下呈现超导特性的低温材料。样品形状为：圆盘状，直径18
mm 左右，厚度为6 mm ，其临界转变温度为90K左右（-183℃）。
3．液氮。
图70-1实验装置图 图70-2磁导轨
【实验原理】
当将一个永磁体移近超导体表面时，因为磁力线不能进入超导体内，所以在超导体表面形成很大的磁通密度梯度，感应出高临界电流，从而对永磁体产生排斥。排斥力随相对距离的减小而逐渐增大，它可以克服超导体的重力，使其悬浮在永磁体上方的一定高度上。当超导体远离永磁体移动时，在超导体中产生一负的磁通密度，感应出反向的临界电流，对永磁体产生吸力，可以克服超导体的重力，使其倒挂在永磁体下方的某一位置上。
【实验操作与现象】
将超导体样品放入液氮中浸泡约3—5分钟，然后用竹夹子将其夹出放在磁体的中央，使其悬浮在高度为10mm，以保持稳定。再用手沿轨道水平方向轻推样品（导体），则看到样品将沿磁轨道做周期性水平运动，直到温度高于临界温度（大约90
K），样品落到轨道上。
将超导体样品放入液氮中浸泡3—5分钟，把磁导轨定位销拔掉，将其翻转1800，使导轨朝下，再将定位销插上。然后用竹夹子将样品夹出放到轨道下方，用手推到距轨道约10
mm处，并用手沿水平方向轻推样品，则观察到样品沿磁轨道下方旋转数圈。注意接住导体。
【注意事项】
1．样品放入液氮中，必须充分冷却，直至液谈中无气泡为止。
2．演示时，样品一定用竹夹子夹住，千万不要掉在地上，以免样品摔碎。
3．演示时，沿水平方向轻推样品，速度不能太大，否则样品将沿直线冲出轨道。
4．演示倒挂时，当样品运动一段时间后，由于温度升高，样品失去超导性将下落，这时应用手接住它，否则，样品将摔坏。
5．超导块最好保存在干燥箱内，防止受潮脱落，影响性能。
6．如若演示时间长，可将样品用绝热好、重量轻的材料包起来。（如海棉、泡沫等）。同时，可在导轨上加装驱动装置，以维持样品的圆周运动。 |
