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지식나눔

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Residual resistivity?

2009-01-29 org.kosen.entty.User@7dfbbcc 한상욱(swhan72)
  • 3
안녕하세요. 늘 코센에서 많은 도움을 받고 있습니다. 다름이 아니라, 초전도체에서 Residual resistivity가 무엇인지 알고 싶어 이렇게 글을 올립니다. 초전도체는 특정 온도이하에서 저항이 0가 라고 생각했었는데, 그렇지 않은 경우도 있는지 알려주시기 바랍니다. 많은 도움 부탁드리겠습니다.
  • 초전도
  • 저항
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답변 3
  • 답변

    안길홍님의 답변

    2009-01-29
    • 0
    초전도체라고 하여서 전류의 흐름에 대하여 저항이 0이 되지 않고, 저항이 아주 적다는 것을 나타내는 의미입니다. 자속의 세기에 의하여 전류가 초전도체에 흐르게 되는데, 자속선에 작용하는 힘은 전류에 비례하기 때문에 전류가 작으면 자속선이 작용하지 못한다고 할 수 있겠습니다.자속선이 작용하면 전자유도의 법칙에 의하여 전류의 방향으로 전장이 생기고, 이는 초 전도체의 양끝에 전위차가 발생한다는 것입니다.다시 말하면 전위차가 생긴다는 것은 전기 저항이 있다는 것입니다.초전도체에 전류를 흘리면 초기에는 저항이 없다가 일정한 전류이상으로 올라가게 되면 전기 저항이 발생하게 됩니다.이를 잔류저항이라고 하며, RRR(Residual Resistance Ratio)=상온에서의 저항(300K)/초전도체의 온도에서의 저항 (예:5K)의 비율로 나타내고 있습니다.
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    초전도체라고 하여서 전류의 흐름에 대하여 저항이 0이 되지 않고, 저항이 아주 적다는 것을 나타내는 의미입니다. 자속의 세기에 의하여 전류가 초전도체에 흐르게 되는데, 자속선에 작용하는 힘은 전류에 비례하기 때문에 전류가 작으면 자속선이 작용하지 못한다고 할 수 있겠습니다.자속선이 작용하면 전자유도의 법칙에 의하여 전류의 방향으로 전장이 생기고, 이는 초 전도체의 양끝에 전위차가 발생한다는 것입니다.다시 말하면 전위차가 생긴다는 것은 전기 저항이 있다는 것입니다.초전도체에 전류를 흘리면 초기에는 저항이 없다가 일정한 전류이상으로 올라가게 되면 전기 저항이 발생하게 됩니다.이를 잔류저항이라고 하며, RRR(Residual Resistance Ratio)=상온에서의 저항(300K)/초전도체의 온도에서의 저항 (예:5K)의 비율로 나타내고 있습니다.
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    이응신님의 답변

    2009-01-29
    • 0
    초전도체의 전기저항은 일반적으로 알고 있듯이 '무엇인가' 조금이라도 남아있지 않을까라는 생각을 하기 쉽지만 '진짜로' 완벽한 0입니다. 이렇게 전기저항이 완벽하게 0이 되는 현상을 초전도현상이라고 하고 고전역학(고전전자기학)으로는 이해할 수 없는 현상으로 양자역학으로만 설명할 수 있습니다. 즉, 초전도 현상은 양자역학적인 원자세계의 현상을 거시적인 측면에서 ('우리 눈'으로) 보는 것입니다. 진짜로 초전도현상이 일어나는가를 확인하기는 어렵습니다. 왜냐하면 초전도현상을 설명하는 전류가 '영구적'으로 흘러야 하는데... 그래서 과학자들은 진짜로 저항이 0이 되어 전류가 영원히 흐르는가를 조사했습니다. 전류계나 측정장비를 초전도에 넣을 수도 없고 전류가 흐르는 초전도체가 만드는 자기장도 측정할 수 없습니다. 왜냐하면 이렇게 측정하는 일이 초전도체에 흐르는 전류의 에너지를 빼앗아 전류가 급격하게 감소하기 때문입니다. 따라서 초전도체의 성질을 재는 방법으로 자기장을 검사하여 자기장의 세기가 변동이 있으면 전류의 변동이 있다고 보고 아주 정밀한 측정범위를 설정하여 자기장 변동을 잰 결과 수 개월에서 수 년간 자기장 변동이 없는 경우가 있으므로 초전도현상은 진짜로 전기저항이 0이라는 양자역학적인 설명에 동의를 할 수 밖에 없었습니다. 그러나... 이렇게 완벽한 초전도 현상을 일으키는 물질은 순수한 수은이나 몇 가지 물질에 국한되고 나머지 물질은 급격하게 위상전이가 일어나 저항이 0이 되기는 하나 조금이라도 전기저항이 존재하는 현상을 발견했는데... 이것이 잔류저항이는 것입니다. 초전도체에서 잔류저항이 존재하는 이유는 재료에 약간의 불순물이 있든지 아니면 원자배열이 도중에 깨져서 층밀림이 일어나든지, 재료를 만들 때 약간의 장력이 주어져서 원자배열의 간격이 변동이 생기든지, 아니면 유한한 크기 때문에 경계조건으로 인해 전류가 흐를 때 교란을 받거나... 또 완벽한 절대온도 0도를 만들 수 없으므로 격자 진동 때문에 전류가 흐를 때 저항을 받는 등의 이유로 전기저항이 조금 생깁니다. 그래서 완벽한 전도체(perfect conductor)라고 하는 사람이 있습니다. superconductor와 구분을 하자는 의도겠지요. >안녕하세요. 늘 코센에서 많은 도움을 받고 있습니다. >다름이 아니라, 초전도체에서 Residual resistivity가 무엇인지 알고 싶어 이렇게 글을 올립니다. 초전도체는 특정 온도이하에서 저항이 0가 라고 생각했었는데, 그렇지 않은 경우도 있는지 알려주시기 바랍니다. 많은 도움 부탁드리겠습니다.
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    초전도체의 전기저항은 일반적으로 알고 있듯이 '무엇인가' 조금이라도 남아있지 않을까라는 생각을 하기 쉽지만 '진짜로' 완벽한 0입니다. 이렇게 전기저항이 완벽하게 0이 되는 현상을 초전도현상이라고 하고 고전역학(고전전자기학)으로는 이해할 수 없는 현상으로 양자역학으로만 설명할 수 있습니다. 즉, 초전도 현상은 양자역학적인 원자세계의 현상을 거시적인 측면에서 ('우리 눈'으로) 보는 것입니다. 진짜로 초전도현상이 일어나는가를 확인하기는 어렵습니다. 왜냐하면 초전도현상을 설명하는 전류가 '영구적'으로 흘러야 하는데... 그래서 과학자들은 진짜로 저항이 0이 되어 전류가 영원히 흐르는가를 조사했습니다. 전류계나 측정장비를 초전도에 넣을 수도 없고 전류가 흐르는 초전도체가 만드는 자기장도 측정할 수 없습니다. 왜냐하면 이렇게 측정하는 일이 초전도체에 흐르는 전류의 에너지를 빼앗아 전류가 급격하게 감소하기 때문입니다. 따라서 초전도체의 성질을 재는 방법으로 자기장을 검사하여 자기장의 세기가 변동이 있으면 전류의 변동이 있다고 보고 아주 정밀한 측정범위를 설정하여 자기장 변동을 잰 결과 수 개월에서 수 년간 자기장 변동이 없는 경우가 있으므로 초전도현상은 진짜로 전기저항이 0이라는 양자역학적인 설명에 동의를 할 수 밖에 없었습니다. 그러나... 이렇게 완벽한 초전도 현상을 일으키는 물질은 순수한 수은이나 몇 가지 물질에 국한되고 나머지 물질은 급격하게 위상전이가 일어나 저항이 0이 되기는 하나 조금이라도 전기저항이 존재하는 현상을 발견했는데... 이것이 잔류저항이는 것입니다. 초전도체에서 잔류저항이 존재하는 이유는 재료에 약간의 불순물이 있든지 아니면 원자배열이 도중에 깨져서 층밀림이 일어나든지, 재료를 만들 때 약간의 장력이 주어져서 원자배열의 간격이 변동이 생기든지, 아니면 유한한 크기 때문에 경계조건으로 인해 전류가 흐를 때 교란을 받거나... 또 완벽한 절대온도 0도를 만들 수 없으므로 격자 진동 때문에 전류가 흐를 때 저항을 받는 등의 이유로 전기저항이 조금 생깁니다. 그래서 완벽한 전도체(perfect conductor)라고 하는 사람이 있습니다. superconductor와 구분을 하자는 의도겠지요. >안녕하세요. 늘 코센에서 많은 도움을 받고 있습니다. >다름이 아니라, 초전도체에서 Residual resistivity가 무엇인지 알고 싶어 이렇게 글을 올립니다. 초전도체는 특정 온도이하에서 저항이 0가 라고 생각했었는데, 그렇지 않은 경우도 있는지 알려주시기 바랍니다. 많은 도움 부탁드리겠습니다.
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    이상후님의 답변

    2010-01-30
    • 0
    >안녕하세요. 늘 코센에서 많은 도움을 받고 있습니다. >다름이 아니라, 초전도체에서 Residual resistivity가 무엇인지 알고 싶어 이렇게 글을 올립니다. 초전도체는 특정 온도이하에서 저항이 0가 라고 생각했었는데, 그렇지 않은 경우도 있는지 알려주시기 바랍니다. 많은 도움 부탁드리겠습니다. 잔류저항(Residual Resistivity)은 물질의 고유저항은 온도에 의존한다. 온도가 증가할 때 고유저항은 증가하고 전류가 흐르는 것을 어렵게 만드는 장애물 같은 역할을 하는 금속내의 원자의 격자구조의 진동은 더욱 커진다. 잔류저항은 온도가 절대온도0에 접근하더라도 물질의 고유저항이 일정한 값을 갖는 양을 의미한다. 이 잔류저항은 물질의 구조와 순도에 의존한다. 어떤 물질들은 다른 원자들(불순물 혹은 물질의 거침정도)을 포함하고 있다. 물질의 구조가 덜 거칠수록 잔류저항은 더 낮아진다. 1911년에 Onnes는 이러한 잔류저항의 의존성을 정밀하게 밝히고자 했으며 초전도성을 밝혀내고자 하는 목적보다는 단지 물질의 순도에 따라 얼마나 잔류저항이 작아질 수 있는가를 밝히는데 노력하였다. 그때 당시 수은이 백금, 금, 구리보다 더 좋은 순도를 갖도록 제조할 수 있었기 때문에 수은으로 실험을 수행하였다. (실제로 백금, 금, 구리는-이 물질들은 초전도체가 아님- 수은 보다 더 좋은 도체이고 Onnes는 초전도성이 발견되기 전에 그의 실험을 수행하였다.)
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    >안녕하세요. 늘 코센에서 많은 도움을 받고 있습니다. >다름이 아니라, 초전도체에서 Residual resistivity가 무엇인지 알고 싶어 이렇게 글을 올립니다. 초전도체는 특정 온도이하에서 저항이 0가 라고 생각했었는데, 그렇지 않은 경우도 있는지 알려주시기 바랍니다. 많은 도움 부탁드리겠습니다. 잔류저항(Residual Resistivity)은 물질의 고유저항은 온도에 의존한다. 온도가 증가할 때 고유저항은 증가하고 전류가 흐르는 것을 어렵게 만드는 장애물 같은 역할을 하는 금속내의 원자의 격자구조의 진동은 더욱 커진다. 잔류저항은 온도가 절대온도0에 접근하더라도 물질의 고유저항이 일정한 값을 갖는 양을 의미한다. 이 잔류저항은 물질의 구조와 순도에 의존한다. 어떤 물질들은 다른 원자들(불순물 혹은 물질의 거침정도)을 포함하고 있다. 물질의 구조가 덜 거칠수록 잔류저항은 더 낮아진다. 1911년에 Onnes는 이러한 잔류저항의 의존성을 정밀하게 밝히고자 했으며 초전도성을 밝혀내고자 하는 목적보다는 단지 물질의 순도에 따라 얼마나 잔류저항이 작아질 수 있는가를 밝히는데 노력하였다. 그때 당시 수은이 백금, 금, 구리보다 더 좋은 순도를 갖도록 제조할 수 있었기 때문에 수은으로 실험을 수행하였다. (실제로 백금, 금, 구리는-이 물질들은 초전도체가 아님- 수은 보다 더 좋은 도체이고 Onnes는 초전도성이 발견되기 전에 그의 실험을 수행하였다.)
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