FISIKA SUPERKONDUKTOR - Spada UNS

FISIKA

SUPERKONDUKTOR

oleh :

Fuad Anwar

SIFAT-SIFAT

S U P E R K O N D U K T O R

1. SIFAT LISTRIK SUPERKONDUKTOR

Superkonduktor mempunyai sifat superkonduktivitas listrik sempurna (  = 0 atau 𝜎 = ∞ )

2. SIFAT MAGNET SUPERKONDUKTOR

Superkonduktor tergolong bahan diamagnetik sempurna ( B_int = 0 ) ➔ karena menunjukkan peristiwa Efek Meissner

Peristiwa Efek Meissner sempurna dimaksudkan sebagai keadaan di mana superkonduktor akan menolak seluruh medan magnet luar yang mengenainya sehingga induksi magnet B di dalam superkonduktor menjadi B = 0.

Mengingat hubungan antara induksi magnet B, magnetisasi M, intensitas magnet H serta permeabilitas ₀ dan suseptibilitas  dirumuskan sebagai :

B = ₀( H + M ) = ₀( 1+  ) H

maka ketika terjadi efek Meissner sempurna, di dalam superkonduktor berlaku :

M = - H atau  = -1

Hal ini menunjukkan bahwa superkonduktor bisa berlaku sebagai bahan diamagnetik sempurna

SUPERKONDUKTOR BONGKAHAN ( BULK )

Ada 2 tipe superkonduktor :

• superkonduktor tipe I

• superkonduktor tipe II

Yang dimaksud superkonduktor berbentuk bongkahan ( bulk ) adalah superkonduktor yang volumenya dianggap tak berhingga.

B=0 -M

H_ekt H_c

keadaan Efek

Meissner

Superkonduktor tipe I : mempunyai satu medan kritis H_c Jika medan magnet luar H_ext berharga :

H_ext < H_c➔ terjadi peristiwa Efek Meissner

H_ext > H_c➔ fluks magnet masuk ke superkonduktor

➔ superkonduktor menjadi bahan normal

Superkonduktor tipe I

superkonduktor tipe II

-M

B0

keadaan campuran B=0

keadaan Efek Meissner

H_ekt H_c2

H_c1 H_c

Superkonduktor tipe II

mempunyai 2 medan kritis : 1. medan kritis rendah H_c1 2. medan kritis tinggi H_c2

Jika medan magnet luar H_ext berharga :

H_ext < H_c1 ➔ terjadi peristiwa Efek Meissner

H_c1 > H_ext >H_c2 ➔ fluks magnet menerobos superkonduktor secara parsial fluks magnet terkuantisasi dalam bentuk vorteks

superkonduktor berada pada keadaan campuran (mixed state)

1 vorteks :

H_ext >H_c2 ➔ superkonduktor menjadi bahan normal

weber 10

067 , 2 2

15 0

 −



=

= e e h







fluks magnet dapat menerobos superkonduktor secara parsial fluks magnet terkuantisasi dalam bentuk vorteks

1 vorteks :

2 , 067 10 weber

2

15 0

 −



=

= e e h







Medan kritis bergantung suhu

Secara umum, harga medan magnet kritis superkonduktor H_c bergantung pada suhu T yang dirumuskan sebagai :

Gambar H_c(T) ➔

Pada peristiwa Efek Meissner sempurna dikatakan : di dalam superkonduktor ➔ B = 0

Bagaimana sebenarnya keadaan B di dalam superkonduktor ? .

Kita lihat Teori London ...

TEORI LONDON

▪

Diusulkan oleh F. London dan H. London

▪

Asumsi dasar teori ini mengacu pada model dua fluida yang diperkenalkan oleh Gorter dan Casimir

▪

Model dua fluida menganggap ada elektron super dan elektron normal di dalam bahan superkonduktor.

▪

Elektron super dianggap bertanggung-jawab terhadap fenomena

superkonduktivitas.