| 8406202 9216 1210 912 1оэтому именно жёсткие С., у которых электрич. сопротивление практически равно нулю вплоть до очень сильных полей, представляют интерес с точки зрения технич. приложений. Их применяют для изготовления обмоток магнитов сверхпроводящих и др. целей. Существенным недостатком жёстких С. является их хрупкость, сильно затрудняющая изготовление из них проволоки или ленты для обмоток сверхпроводящих магнитов. Особенно это относится к соединениям с самыми высокими значениями Тк и Нк типа V3Ga, Nb3Sn, Pb1,oMo5,1S6. Изготовление сверхпроводящих магнитных систем из этих материалов представляет собой сложную технологич. задачу.
Лит.: Сверхлроводящие материалы. [Сб. ст.], пер. с англ., М., 1965; Металловедение сверхпроводящих материалов, М., 1969.
И. П. Крылов.
СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАГНИТОМЕТРЫ, квантовые магнитометры, действие которых основано на Джозеф-сона эффекте. Чувствительность С. м. достигает 10-9 гс (10-13тл), а при измерениях градиента магнитного поля ~ 10-10 гс/сл (10-12тл/м). Чувствительный элемент С. м. (сокращённо ЧЭ) представляет собой электрич. контур из сверхпроводника с контактами Джо-зефсона (ими могут быть разделяющие сверхпроводник тонкие, ~ 10 А, плёнки изолятора, точечные контакты и т. п.). ЧЭ реагирует на изменение напряжённости (индукции) магнитного поля, пронизывающего сверхпроводящий контур. На рис. 1 приведена схема С. м., ЧЭ к-рого содержит два идентичных контакта Джозефсона, включённых параллельно в цепь источника постоянного тока. Ток, разрушающий сверхпроводимость в ЧЭ (Iкс), зависит от электрич. характеристик контактов и величины магнитного потока Ф, пронизывающего контур:
Iкс= 2Iс |cosпФ/ФО|, где Фо = 2-10-7гс*см2 - квант магнитного потока (магнитный поток через сверхпроводящий контур квантуется, см. Сверхпроводимость),Iс - ток разрушения сверхпроводимости каждого из контактов (критический ток) -должен быть мал (Iс ~ Фо/L, где L -индуктивность контура). С изменением потока Ф ток Iкс в контуре испытывает осцилляции (рис. 2). Ток Iксдостигает макс. значения всякий раз, как только изменяющийся поток Ф оказывается равным целому числу квантов потока Фо, т. е. период осцилляции равен кванту магнитного потока. Если через ЧЭ протекает постоянный ток ~ Iкс, то электрич. напряжение на контуре также периодически зависит от Ф. По числу осцилляции можно определить Ф, а зная площадь S сверхпроводящего контура, найти напряжённость Н исследуемого магнитного поля (Н = Ф/S).
Рис. 1. Схема сверхпроводящего магнитометра с двумя параллельно включёнными контактами Джозефсона для измерения напряжённости (индукции) магнитного поля.
Обычно для повышения надёжности работы С. м. в контуре дополнительно возбуждают периодич. магнитное поле модуляции. Возбуждаемое переменное поле имеет амплитуду <=% Фо/2S. При наличии поля модуляции на контуре появляется переменное напряжение, фаза к-рого изменяется прямо пропорционально внешнему полю Н. Измерит. блок С. м. выполняет функции усиления переменной составляющей напряжения на контуре и выделения изменения фазы.
Рис. 2. Запись осцилляции тока, текущего в сверхпроводящем контуре с двумя параллельными контактами Джозефсона.
На выходе измерит. блока получают сигнал, пропорциональный изменению фазы, а следовательно, значению Н. С. м. изготовляют также с источниками (генераторами) переменного тока частотой 107-109 гц и с одним контактом Джозефсона в ЧЭ (рис. 3). Ток в ЧЭ возбуждается индуктивно посредством резонансного контура, настроенного на частоту генератора. Одновременно переменный ток низкой частоты (~103 гц), протекающий через тот же контур, осуществляет модуляцию магнитного поля в ЧЭ. Вольт-амперная характеристика ЧЭ нелинейна относительно магнитного поля, к-рое пронизывает контур. Поэтому фаза низкочастотной модуляции изменяется в зависимости от величины внешнего (исследуемого) магнитного поля. К ЧЭ внешнее поле подводится трансформатором магнитного поля, к-рый состоит из приёмной петли и катушки, индуктивно связанной с ЧЭ (материалом для обмотки трансформатора служит сверхпроводя-щая проволока, передача потока происходит без потерь). В С. м. рассматриваемого типа трансформатор имеет две входные петли, включённые навстречу друг другу. При таком включении петель ЧЭ реагирует на градиент поля и является градиентометром. Измерительный блок С. м. осуществляет усиление модулированного высокочастотного сигнала и его детектирование. В результате выделяется сигнал низкой частоты, фаза к-рого пропорциональна измеряемому градиенту поля.
Рис. 3. Схема сверхпроводящего магнитометра для измерения градиента магнитного поля (градиентометра).
Очень высокая чувствительность С. м. позволила осуществить с их помощью ряд тонких экспериментов: уточнить значения физических постоянных, продвинуть измерение электрич. напряжения в область значений 10-14 в, зафиксировать магнитокардиограммы человеческого сердца и др.
Лит.: Фейнман Р., Лейтон Р., С э н д с М. Фейнмановские лекции по физике, [пер. с англ.], т. 9, М., 1967; Кларк Д ж., Низкочастотные применения сверхпроводящих квантовых интерференционных устройств, "Тр. Ин-та инженеров по электронике и радиоэлектронике", 1973, т. 61, № 1, с. 9; Заварицкий Н. В., Ветчинкин А. Н., Установка СКИМП, "Приборы и техника эксперимента", 1974, № 1.
Н. В. Заварицкий,
СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ МАГНИТ, см. Магнит сверхпроводящий.
СВЕРХСКОРОСТНАЯ КИНОСЪЁМКА, киносъёмка со скоростью св. 105 кадр/сек; применяется в различных областях науки и техники для исследования явлений и процессов, протекающих с весьма высокими скоростями (взрывов, распространения ударных волн, электрич. разрядов, ядерных реакций и др.). С. к. используется также при создании учебных и науч.-популярных фильмов в качестве метода, дающего возможность зрителю детально рассмотреть все фазы движения объекта съёмки.
Диапазон скоростей 105-107кадр/сек перекрывается с использованием методов оптической компенсации и оптической коммутации (об этих методах см. в ст. Высокоскоростная киносъёмка), а также электрической коммутации. При С. к. по методу электрической коммутации последовательные изображения формируются на неподвижном светочувствит. материале с помощью ряда идентичных объективов или линз, располагаемых в направлении движения объекта съёмки. При съёмке осуществляется коммутация (переключение) соответствующего числа импульсных источников света, каждый из к-рых освещает поле съёмки только одного объектива; при этом коммутация должна обеспечивать освещение объекта в тот момент, когда он находится перед очередным объективом.
Наивысшие (~109кадр/сек) скорости съёмки достигаются применением растровой съёмки и съёмки с диссекцией изображения. При растровой съёмке образованное объективом оптическое изображение разлагается с помощью механич. или оптич. растра на отд. элементы, разнесённые в плоскости изображения. Перемещая взаимно растровое изображение и светочувствит. материал, на последнем получают развёртку изображения (см. Развёртка оптическая) в виде ряда полос (по числу элементов изображения).
Ширина полосы равна протяжённости элемента изображения в направлении, перпендикулярном направлению развёртки, а изменение оптич. плотности каждой полосы по её длине передаёт изменение яркости данного участка кадра во время съёмки. Печать позитивов с негатива развёрнутого изображения производится при обратном ходе лучей. Для получения последовательности кадров необходимо после печати каждого отд. кадра смещать негатив в направлении развёртки на величину поперечника элемента изображения.
Количество отснятых кадров при растровой съёмке ограничено расстоянием между элементами изображения на светочувствит. материале в направлении развёртки и не превышает 300. Такого ограничения не имеет т. н. съёмка с диссекцией изображения, когда поле кадра разделяют на узкие полоски, к-рые при помощи спец. оптич. приспособления (диссектора) проецируются на одну линию. Аналогичные результаты даёт использование системы тонких световодов (в виде волокон диаметром 0,01-0,005 мм), если одни концы световодов расположить вплотную друг к другу в поле первичного оптич. изображения, а другие уложить в один ряд по линии, перпендикулярной направлению развёртки.
Лит. Сахаров А. А., Высокоскоростная съёмка, М., 1950; Дубовик А. С., фотографическая регистрация быстропротекающих процессов, М. ,1964; Саламандра Г. Д., Фотографические методы исследования быстропротекающих процессов, М., 1974. А. А. Сахаров,
СВЕРХТЕКУЧЕСТЬ, особое состояние квантовой жидкости, находясь в к-ром жидкость протекает через узкие щели и капилляры без трения; при этом протекающая часть жидкости обладает равной нулю энтропией. Единств. представителем семейства сверхтекучих жидкостей долгое время считался жидкий гелий 4Не, становящийся сверхтекучим ниже темп-ры ТЛ = 2,17 К (при давлении насыщенных паров ps = 37,8 мм рт. ст.). Сверхтекучий 4Не наз. Не II (см. Гелий). С. Не II была открыта П. Л. Капицей в 1938. В 1972-74 было установлено, что С. обладает также жидкий 3Не при темп-ре ниже Тс = 2,6 х 10-3 К на кривой плавления. Переход нормальных жидких 4Не и 3Не в сверхтекучее сос |
